JP2023051373A

JP2023051373A - 人力駆動車用のコンポーネント

Info

Publication number: JP2023051373A
Application number: JP2021161992A
Authority: JP
Inventors: 拓洋中川; Takuhiro Nakagawa; 一良中村; Kazuyoshi Nakamura; 敏行高荷; Toshiyuki Takani
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2023-04-11
Also published as: DE102022208679A1

Abstract

【課題】第１基板および第２基板の少なくとも１つの設計上の制約を低減できる人力駆動車用のコンポーネントを提供する。
【解決手段】人力駆動車用のコンポーネントは、第１部材に取り付けられる第１基板と、前記第１部材と相対回転可能な第２部材に取り付けられる第２基板と、前記第１基板に設けられる第１コイルと、前記第２基板に設けられ、前記第１コイルと磁気的に結合するように構成される第２コイルと、を備え、前記第１基板は、前記第２部材の回転中心軸心に平行な第１方向と実質的に直交する第２方向に延び、前記第２基板は、前記第２方向に延び、前記第１コイルの少なくとも一部は、前記第１方向において前記第２コイルの少なくとも一部と対向するように配置され、前記第１基板および前記第２基板の少なくとも１つは、前記第１方向から見て、前記第２部材の前記回転中心軸心まわりの外周部の一部のみと対向するように設けられる。
【選択図】図３

Description

本開示は、人力駆動車用のコンポーネントに関する。

例えば、特許文献１に開示される人力駆動車用のコンポーネントは、第１コイルが設けられる第１基板、および、第２コイルが設けられる第２基板を備える。第１基板および第２基板は、回転体の周方向において、回転体の全周に設けられる。

特開２０１９－２１１８１９号公報

本開示の目的の１つは、第１基板および第２基板の少なくとも１つの設計上の制約を低減できる人力駆動車用のコンポーネントを提供することである。

本開示の第１側面に従うコンポーネントは、人力駆動車用のコンポーネントであって、第１部材に取り付けられる第１基板と、前記第１部材と相対回転可能な第２部材に取り付けられる第２基板と、前記第１基板に設けられる第１コイルと、前記第２基板に設けられ、前記第１コイルと磁気的に結合するように構成される第２コイルと、を備え、前記第１基板は、前記第２部材の回転中心軸心に平行な第１方向と実質的に直交する第２方向に延び、前記第２基板は、前記第２方向に延び、前記第１コイルの少なくとも一部は、前記第１方向において前記第２コイルの少なくとも一部と対向するように配置され、前記第１基板および前記第２基板の少なくとも１つは、前記第１方向から見て、前記第２部材の前記回転中心軸心まわりの外周部の一部のみと対向するように設けられる。
第１側面のコンポーネントによれば、第１基板および第２基板の少なくとも１つは、第１方向から見て、第２部材の回転中心軸心まわりの外周部の一部のみと対向するように設けられるため、第１基板および第２基板の少なくとも１つに第２部材を貫通させる貫通孔を設けずに、第１基板および第２基板の少なくとも１つを構成できる。したがって、コンポーネントは、第１基板および第２基板の少なくとも１つの設計上の制約を低減できる。

本開示の第１側面に従う第２側面のコンポーネントにおいて、前記第２部材は、前記回転中心軸心まわりに回転可能に前記第１部材に設けられる。
第２側面のコンポーネントによれば、第１基板および第２基板の少なくとも１つを、第１部材に対して回転中心軸心まわりに回転する第２部材の外周部の一部のみと対向するように設けることができる。

本開示の第１または第２側面に従う第３側面のコンポーネントにおいて、前記第１基板は、前記第１方向から見て、前記外周部の前記一部のみと対向するように設けられる。
第３側面のコンポーネントによれば、第１基板を第１方向から見て外周部の一部のみと対向するように設けることができる。

本開示の第３側面に従う第４側面のコンポーネントにおいて、前記第１基板は、前記第２部材と対向する第１端部を有し、前記第１コイルは、前記第１基板のうち前記第１端部を含む一部分に設けられる。
第４側面のコンポーネントによれば、第１コイルは、第１基板のうち第１端部を含む一部分に設けられるため、第１コイルを第２部材に近い位置に配置できる。

本開示の第４側面に従う第５側面のコンポーネントにおいて、前記第１端部は、前記第１方向から見て、前記外周部のうちの前記回転中心軸心を中心として１８０度以下の部分と対向する。
第５側面のコンポーネントによれば、第１基板は第２部材と部分的に対向するため、第１基板の形状を簡単なものにできる。

本開示の第３から第５側面のいずれか１つに従う第６側面のコンポーネントにおいて、前記第２基板は、前記第１方向から見て、前記外周部の全周と対向して配置され、前記第２コイルは、前記第１方向から見て、前記外周部を囲む。
第６側面のコンポーネントによれば、第２基板は、外周部の全周と対向して配置されるので、第１部材と第２部材との相対回転位相に関わらず、第２基板は第１基板と対向できる。第６側面のコンポーネントによれば、第２コイルは、第１方向から見て、外周部を囲むので、第１部材と第２部材との相対回転位相に関わらず、第２コイルは第１コイルと対向できる。

本開示の第３から第６側面のいずれか１つに従う第７側面のコンポーネントにおいて、前記第１コイルは、楕円形状に形成される。
第７側面のコンポーネントによれば、第１コイルは楕円形状に形成されるため、第１コイルのうちの第２コイルと対向する部分を大きくできる。

本開示の第７側面に従う第８側面のコンポーネントにおいて、前記第１コイルは、前記楕円形状の短軸が前記第２部材の前記回転中心軸心と直交するように配置される。
第８側面のコンポーネントによれば、楕円形状の短軸が第２部材の回転中心軸心と直交するように配置されるため、第１コイルのうちの第２コイルと対向する部分を大きくしやすい。

本開示の第７または第８側面に従う第９側面のコンポーネントにおいて、前記第１コイルは、前記楕円形状の長径が前記第２部材の直径以上である。
第９側面のコンポーネントによれば、楕円形状の長径が第２部材の直径以上であるため、第１コイルのうちの第２コイルと対向する部分を大きくしやすい。

本開示の第１から第９側面のいずれか１つに従う第１０側面のコンポーネントにおいて、前記第１基板は、前記第１方向において少なくとも部分的に前記第２基板と対向する第１基板面と、前記第１基板面と反対側を向く第２基板面と、を有し、前記第２基板は、前記第１方向において少なくとも部分的に前記第１基板と対向する第３基板面と、前記第３基板面と反対側を向く第４基板面と、を有し、前記第１コイルは、前記第１基板面上、前記第２基板面上、および、前記第１基板の内部の少なくとも１つに設けられ、前記第２コイルは、前記第３基板面上、前記第４基板面上、および、前記第２基板の内部の少なくとも１つに設けられる。
第１０側面のコンポーネントによれば、第１コイルは、第１基板面上、第２基板面上、および、第１基板の内部の少なくとも１つに設けることができる。第１０側面のコンポーネントによれば、第２コイルは、第３基板面上、第４基板面上、および、第２基板の内部の少なくとも１つに設けることができる。

本開示の第１から第１０側面のいずれか１つに従う第１１側面のコンポーネントにおいて、前記第１コイルは、前記第２コイルに電力を送信可能に構成され、前記第２コイルは、前記第１コイルから電力を受信可能に構成される。
第１１側面のコンポーネントによれば、電力の送電および受電を行う第１コイル第および第２コイルを備える第１基板および第２基板の少なくとも１つの設計上の制約を低減できる。

本開示の第１から第１１側面のいずれか１つに従う第１２側面のコンポーネントにおいて、前記第１コイルと、前記第２コイルとは、通信信号を送受信可能に構成される。
第１２側面のコンポーネントによれば、通信信号を互いに送受信可能に構成される第１コイルおよび第２コイルを備える、第１基板および第２基板の少なくとも１つの設計上の制約を低減できる。

本開示の第１から第１２側面のいずれか１つに従う第１３側面のコンポーネントにおいて、前記第１コイルと電気的に接続される第１電子部品をさらに備える。
第１３側面のコンポーネントによれば、第１コイルと電気的に接続される第１電子部品をコンポーネントに備えることができる。

本開示の第１３側面に従う第１４側面のコンポーネントにおいて、前記第１電子部品は、前記第１基板に設けられる。
第１４側面のコンポーネントによれば、第１コイルおよび第１電子部品が第１基板に設けられるため、第１電子部品を第１コイルの近くに配置できる。

本開示の第１３側面に従う第１５側面のコンポーネントにおいて、前記第１基板に接続される第３基板をさらに備え、前記第１電子部品は、前記第３基板に設けられる。
第１５側面のコンポーネントによれば、第１電子部品が第３基板に設けられるため、第１基板を小さくできる。

本開示の第１３から第１５側面のいずれか１つに従う第１６側面のコンポーネントにおいて、前記第１電子部品は、制御装置を含む。
第１６側面のコンポーネントによれば、制御装置を含む第１電子部品をコンポーネントに備えることができる。

本開示の第１から第１６側面のいずれか１つに従う第１７側面のコンポーネントにおいて、前記第１部材に設けられ、前記人力駆動車に推進力を付与するように構成されるモータをさらに備える。
第１７側面のコンポーネントによれば、モータを備えるコンポーネントにおいて、第１基板および第２基板の少なくとも１つの設計上の制約を低減できる。

本開示の第１から第１７側面のいずれか１つに従う第１８側面のコンポーネントにおいて、前記第２部材は、クランク軸を含む。
第１８側面のコンポーネントによれば、クランク軸に取り付けられる第２基板を備えるコンポーネントにおいて、第１基板および第２基板の少なくとも１つの設計上の制約を低減できる。

本開示の第１から第１８側面のいずれか１つに従う第１９側面のコンポーネントにおいて、前記第２部材に設けられ、前記第２コイルに電気的に接続されるセンサをさらに含む。
第１９側面のコンポーネントによれば、第２部材に設けられるセンサと第２基板に設けられる第２コイルとを好適に電気的に接続できる。

本開示の第１９側面に従う第２０側面のコンポーネントにおいて、前記センサは、前記第２部材の歪みを検出するように構成される歪センサを含む。
第２０側面のコンポーネントによれば、第２部材に設けられる歪センサと第２基板に設けられる第２コイルとを好適に電気的に接続できる。

本開示の人力駆動車用のコンポーネントによれば、第１基板および第２基板の少なくとも１つの設計上の制約を低減できる人力駆動車用のコンポーネントを提供できる。

実施形態の人力駆動車用のコンポーネントの側面図である。図１のＤ２－Ｄ２線に沿う断面図である。図２の第１基板と第２基板とが対向する部分を拡大した断面図である。図２の人力駆動車用のコンポーネントおよびバッテリの電気的な構成を示すブロック図である。図３の第１基板、第１コイル、モータの出力軸、および、第１軸部材を、第１方向から見た場合の模式図である。図３の第２基板、および、第２コイルを、第１方向から見た場合の模式図である。図３の第１基板、第１コイル、モータの出力軸、第１軸部材、第２部材、第２基板、および、第２コイルを第１方向から見た場合の模式図である。図２および図３の第１基板、第１コイル、第１電子部品、第２部材、第２基板、および、第２コイルの位置関係を示す断面図である。第１変形例の第１基板、第１コイル、第１電子部品、第２部材、第２基板、第２コイル、および、第３基板の位置関係を示す断面図である。第２変形例の第１基板、第１コイル、第２部材、第２基板、および、第２コイルを第１方向から見た場合の模式図である。

＜実施形態＞
図１から図８を参照して、人力駆動車用のコンポーネント２０が説明される。人力駆動車は、少なくとも１つの車輪を有し、少なくとも人力駆動力によって駆動できる乗り物である。人力駆動車は、例えばマウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、ハンドバイク、および、リカンベントなど種々の種類の自転車を含む。人力駆動車が有する車輪の数は限定されない。人力駆動車は、例えば１輪車および２輪以上の車輪を有する乗り物も含む。人力駆動車は、人力駆動力のみによって駆動できる乗り物に限定されない。人力駆動車は、人力駆動力だけではなく、電気モータの駆動力を推進に利用するイーバイク（Ｅ－ｂｉｋｅ）を含む。イーバイクは、電気モータによって推進が補助される電動アシスト自転車を含む。以下、実施形態において、人力駆動車は、電動アシスト自転車として説明される。

人力駆動車は、少なくとも１つの車輪と、車体と、を備える。少なくとも１つの車輪は、前輪、および、後輪を含む。車体は、フレームを含む。人力駆動車は、人力駆動車用のコンポーネント２０をさらに備える。例えば、コンポーネント２０は、ドライブユニット２２を含む。コンポーネント２０がドライブユニット２２を含む場合、コンポーネント２０は、人力駆動車のフレームに取り付け可能に構成される。以下、コンポーネント２０はドライブユニット２２として説明される。

人力駆動車は、コンポーネント２０に電力を供給するバッテリ１０をさらに含む。バッテリ１０は、１または複数のバッテリ素子を含む。バッテリ素子は、充電池を含む。バッテリ１０は、コンポーネント２０の第１電子部品２４に電力を供給するように構成される。バッテリ１０は、コンポーネント２０と電気ケーブルまたは無線通信装置を介して通信可能に接続される。バッテリ１０は、例えば電力線通信（ＰＬＣ；Power Line Communication）、ＣＡＮ（Controller Area Network）、または、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）によってコンポーネント２０と通信可能である。

人力駆動車用のコンポーネント２０は、第１基板２６と、第２基板２８と、第１コイル３０と、第２コイル３２と、を備える。第１基板２６および第２基板２８は、例えば、プリント配線基板によって形成される。プリント配線基板は、単層のプリント配線基板であってもよく、多層のプリント配線基板であってもよい。コンポーネント２０は、第１部材３４、および、第２部材３６をさらに備える。第２部材３６は、第１部材３４と相対回転可能である。例えば、第１部材３４は、ドライブユニット２２のハウジング３８を含む。第２部材３６は、回転中心軸心Ｃを有する。例えば、第２部材３６は、回転中心軸心Ｃまわりに回転可能に第１部材３４に設けられる。例えば、コンポーネント２０は、クランク軸４０を含む。本実施形態では、第２部材３６は、クランク軸４０を含む。

例えば、コンポーネント２０は、モータ４２をさらに備える。モータ４２は、人力駆動車に推進力を付与するように構成される。モータ４２は、第１部材３４に設けられる。コンポーネント２０は、出力回転軸４４を含む。出力回転軸４４には、クランク軸４０に入力される人力駆動力と、減速機構５２を介したモータ４２の出力とが入力される。本実施形態では、第２部材３６は、出力回転軸４４をさらに含む。

ハウジング３８は、第１ハウジング４６、および、第２ハウジング４８を含む。第１ハウジング４６および第２ハウジング４８は、例えば、ボルトによって相互に取り付けられる。ハウジング３８は、内部空間を形成する。内部空間は、第１ハウジング４６および第２ハウジング４８によって形成される。ハウジング３８の内部空間には、第１基板２６、第２基板２８、第１電子部品２４、クランク軸４０の一部、モータ４２、出力回転軸４４の一部、および、減速機構５２などが配置される。第１部材３４は、ハウジング３８の内部空間に配置される支持部材５０さらに含んでもよい。支持部材５０は、内部空間に配置される部材を支持する。

ハウジング３８は、コンポーネント２０を人力駆動車のフレームに取り付けるための取付部３８Ａを備える。取付部３８Ａは、ハウジング３８の外周部に設けられる。例えば、ハウジング３８は、複数の取付部３８Ａを含む。例えば、取付部３８Ａには、孔および雌ねじ部の少なくとも１つが設けられる。例えば、取付部３８Ａには雌ねじ部が設けられる。例えば、ボルトがフレームに設けられる孔に挿入され、かつ、取付部３８Ａの雌ねじ部にねじ込まれることによって、コンポーネント２０がフレームに取り付けられる。

第２部材３６の少なくとも一部は、ハウジング３８の内部空間に配置される。例えば、第１部材３４は、回転中心軸心Ｃまわりに第２部材３６を回転可能に支持する。クランク軸４０の一部は、ハウジング３８の内部空間に配置される。例えば、ハウジング３８は、クランク軸４０を回転可能に支持する。クランク軸４０は、第１軸受５４によって、ハウジング３８に対して回転可能に支持される。第１軸受５４は、玉軸受であってもよく、ころ軸受であってもよく、すべり軸受であってもよい。出力回転軸４４の一部は、ハウジング３８の内部空間に配置される。例えば、出力回転軸４４は、第２軸受５６によって、ハウジング３８に対して回転可能に支持される。第２軸受５６は、玉軸受であってもよく、ころ軸受であってもよく、すべり軸受であってもよい。

例えば、クランク軸４０の中心軸心、出力回転軸４４の中心軸心、および、回転中心軸心Ｃは、それぞれ同軸である。例えば、クランク軸４０は、実質的に円筒形状を有する。例えば、出力回転軸４４は、実質的に円筒形状を有する。出力回転軸４４は、回転中心軸心Ｃまわりにおいて、クランク軸４０の外周部を囲むように配置される。

出力回転軸４４は、クランク軸４０の回転力が伝達されるように構成される。出力回転軸４４は、モータ４２から駆動力を伝達されるように構成される。例えば、出力回転軸４４は、第１方向Ｘ１において、第１端部４４Ａを有する。第１方向Ｘ１は、回転中心軸心Ｃの軸心方向と同じ方向である。第１端部４４Ａは、第１方向Ｘ１において、クランク軸４０の外周部に直接接続される。例えば、第１端部４４Ａおよびクランク軸４０の外周部には、相互に噛み合うスプラインがそれぞれ形成される。

例えば、出力回転軸４４は、第１方向Ｘ１において、第１端部４４Ａの反対側に第２端部４４Ｂを有する。第２端部４４Ｂには、スプロケットが接続される。第２端部４４Ｂの回転中心軸心Ｃの径方向の外周部には、スプロケットを連結する連結部が設けられる。連結部は、第１方向Ｘ１に沿って延びる１または複数のスプラインを有する。

モータ４２は、ロータ５８と、ステータ６０と、を含む。ロータ５８は、モータ４２の出力軸４２Ａを有する。ステータ６０は、インバータ回路に電気的に接続されるコイルを有する。例えば、第２部材３６とモータ４２の出力軸４２Ａとは、実質的に平行に配置される。ロータ５８は、出力軸４２Ａに一体に回転するロータコアと、ロータコアに保持される複数の磁石とを含む。ステータ６０は、ハウジング３８に取り付けられる。モータ４２は、１または複数の電気モータを含む。例えば、電気モータは、ブラシレスモータである。例えば、モータ４２は、ラジアルギャップ型のモータである。例えば、モータ４２は、インナロータ型のモータである。モータ４２は、アウタロータ型のモータであってもよい。モータ４２は、アキシャルギャップ型のモータであってもよい。

モータ４２のステータ６０の外周部は、第１ハウジング４６に形成される凹部４６Ａの側壁に設けられる。支持部材５０は、第１ハウジング４６に設けられ、第１ハウジング４６と共に、モータ配置空間を形成する。支持部材５０は、例えば、ボルトによって第１ハウジング４６に取り付けられる。支持部材５０は、凹部４６Ａの開口をカバーするように配置される。支持部材５０は、モータ４２の出力軸４２Ａが挿入される貫通孔５０Ａを含む。支持部材５０は、モータ４２のコイルと、インバータ回路とを接続するための端子またはケーブルが挿入される貫通孔を含む。

例えば、コンポーネント２０は、減速機構５２をさらに備える。例えば、減速機構５２は、１段階以上にわたってモータ４２の出力軸４２Ａの回転速度を減速する。モータ４２は、減速機構５２に回転力を伝達し、人力駆動車に推進力を付与するように構成される。

例えば、減速機構５２は、少なくとも１つの歯車を含む。例えば、減速機構５２は、２段階以上にわたってモータ４２の出力軸４２Ａの回転速度を減速する。本実施形態では、減速機構５２は、２段階にわたってモータ４２の出力軸４２Ａの回転速度を減速する。減速機構５２は、１または複数の歯車を含んでいてもよく、プーリを含んでいてもよい。本実施形態では、減速機構５２は、１つの歯車を含む。

例えば、減速機構５２は、第１歯車５２Ａ、第２歯車５２Ｂ、および、第１回転中心軸心Ｃ１を有する第１軸部材５２Ｃを含む。第１回転中心軸心Ｃ１は、回転中心軸心Ｃとは異なる。第１回転中心軸心Ｃ１は、回転中心軸心Ｃと実質的に平行である。ハウジング３８は、第１軸部材５２Ｃを回転可能に支持する。第１軸部材５２Ｃは、第３軸受６２、および、第４軸受６４によって、ハウジング３８に対して回転可能に支持される。

第３軸受６２は、支持部材５０に設けられる。第３軸受６２は、第１軸部材５２Ｃの第１端部５２Ｄの外周部に設けられる。第４軸受６４は、第１ハウジング４６に設けられる。第４軸受６４は、第１軸部材５２Ｃの第２端部５２Ｅの外周部に設けられる。第３軸受６２は、玉軸受であってもよく、ころ軸受であってもよく、すべり軸受であってもよい。第４軸受６４は、玉軸受であってもよく、ころ軸受であってもよく、すべり軸受であってもよい。

例えば、第１歯車５２Ａは、第１方向Ｘ１において、第３軸受６２と、第４軸受６４との間の、第４軸受６４側の第１軸部材５２Ｃの外周上に設けられる。第１歯車５２Ａは第１軸部材５２Ｃと一体に回転する。第１歯車５２Ａ、および、第１軸部材５２Ｃは、例えば、金属によって形成される。例えば、第１軸部材５２Ｃは、第２部材３６、および、モータ４２の出力軸４２Ａと実質的に平行に内部空間に配置される。

第２歯車５２Ｂは、ワンウェイクラッチ６６に仲介されて、第１方向Ｘ１において、出力回転軸４４の第１端部４４Ａよりも出力回転軸４４の第２端部４４Ｂ側の出力回転軸４４の外周部に設けられる。例えば、第２歯車５２Ｂは、出力回転軸４４と一体に回転する。第２歯車５２Ｂは、例えば、出力回転軸４４と単一部材として、出力回転軸４４と一体に形成されてもよく、出力回転軸４４とは別体に形成されてもよい。第２歯車５２Ｂ、および、出力回転軸４４は、例えば、金属によって形成される。第２歯車５２Ｂは、第１軸部材５２Ｃの第１端部５２Ｄと、第１軸部材５２Ｃの第２端部５２Ｅとの間において、第１軸部材５２Ｃに噛み合う。

ワンウェイクラッチ６６は、人力駆動車を前進させるように回転中心軸心Ｃまわりにクランク軸４０が回転する場合に、クランク軸４０の回転力をモータ４２に伝達するように構成される。ワンウェイクラッチ６６は、クランク軸４０が回転中心軸心Ｃまわりに回転する方向が人力駆動車を前進させる場合とは反対の方向の場合に、クランク軸４０の回転力のモータ４２への伝達を抑制するように構成される。例えば、ワンウェイクラッチ６６は、ローラクラッチを含む。例えば、ワンウェイクラッチ６６は、第２歯車５２Ｂの内周部と出力回転軸４４の外周部との間に設けられる。ワンウェイクラッチ６６は、爪式クラッチ、または、スプラグクラッチを含んでいてもよい。

モータ４２の出力軸４２Ａは、第１端部４２Ｂ、および、第２端部４２Ｃを有する。モータ４２の出力軸４２Ａの外周部には、第１歯車係合部４２Ｄが設けられる。第１歯車係合部４２Ｄは、モータ４２の第２端部４２Ｃに設けられる。モータ４２の出力軸４２Ａは、第２回転中心軸心Ｃ２を有する。第２回転中心軸心Ｃ２は、回転中心軸心Ｃ、および、第１回転中心軸心Ｃ１とは異なる。第２回転中心軸心Ｃ２は、回転中心軸心Ｃ、および、第１回転中心軸心Ｃ１と実質的に平行である。

モータ４２の出力軸４２Ａは、第５軸受６８、および、第６軸受７０によって、ハウジング３８に対して回転可能に支持される。第５軸受６８は、第１ハウジング４６に設けられる。例えば、第５軸受６８は、出力軸４２Ａの第１端部４２Ｂの外周部に設けられる。第６軸受７０は、支持部材５０に設けられる。第６軸受７０は、支持部材５０の出力軸４２Ａの第１端部４２Ｂ側に設けられる。第５軸受６８は、玉軸受であってもよく、ころ軸受であってもよく、すべり軸受であってもよい。第６軸受７０は、玉軸受であってもよく、ころ軸受であってもよく、すべり軸受であってもよい。

モータ４２の出力軸４２Ａの回転力は、減速機構５２の第１歯車５２Ａに伝達される。第１歯車５２Ａに伝達されたモータ４２の出力軸４２Ａの回転力は、第１軸部材５２Ｃを通じて第２歯車５２Ｂに伝達される。第１歯車５２Ａに伝達されたモータ４２の出力軸４２Ａの回転力はワンウェイクラッチ６６を通じて、出力回転軸４４に伝達される。

例えば、コンポーネント２０は、センサ７２をさらに含む。センサ７２は、第２部材３６に設けられる。センサ７２は、第２コイル３２に電気的に接続される。センサ７２は、例えば、第２部材３６と一体回転可能に第２部材３６に設けられる。センサ７２は、例えば、出力回転軸４４と一体回転可能に第２部材３６に設けられる。

例えば、センサ７２は、歪センサ７２Ａを含む。歪センサ７２Ａは、第２部材３６の歪みを検出するように構成される。歪センサ７２Ａは、例えば、シート状に形成される。歪センサ７２Ａは、接続部材７２Ｂを通じて第２コイル３２に電気的に接続される。本実施形態の歪センサ７２Ａは、出力回転軸４４の外周部に取り付けられて、クランク軸４０から出力回転軸４４に入力される人力駆動力を検出可能に構成される。

第１コイル３０は、第１基板２６に設けられる。第２コイル３２は、第２基板２８に設けられる。第１基板２６は、第１部材３４に取り付けられる。第１基板２６は、第２部材３６の回転中心軸心Ｃに平行な第１方向Ｘ１と実質的に直交する第２方向Ｘ２に延びる。第２基板２８は、第２部材３６に取り付けられる。第２基板２８は、第２方向Ｘ２に延びる。第２基板２８は、例えば、第２部材３６と一体回転可能に第２部材３６に設けられる。第１コイル３０は、第１基板２６に設けられる配線に一体的に形成される。第２コイル３２は、第２基板２８に設けられる配線に一体的に形成される。第１コイル３０および第２コイル３２は、例えば、プリント配線基板に形成される配線と同様のプロセスによって形成される。

第１コイル３０と第２コイル３２とは、磁気的に結合するように構成される。第１コイル３０の少なくとも一部は、第１方向Ｘ１において第２コイル３２の少なくとも一部と対向するように配置される。第２コイル３２の少なくとも一部は、第１方向Ｘ１において第１コイル３０の少なくとも一部と対向するように配置される。

例えば、第１コイル３０は、第２コイル３２に電力を送信可能に構成される。例えば、第２コイル３２は、第１コイル３０から電力を受信可能に構成される。例えば、第１コイル３０と、第２コイル３２とは、通信信号を送受信可能に構成されてもよい。例えば、第１コイル３０と第２コイル３２とは、電力と通信信号との両方を送受信可能に構成されてもよい。

例えば、コンポーネント２０は、第１電子部品２４をさらに備える。第１電子部品２４は、第１コイル３０と電気的に接続される。第１コイル３０と第１電子部品２４とが電気的に接続される場合は、第１コイル３０と第１電子部品２４との間に別の電子部品が電気的に接続される場合を含む。本実施形態では、第１電子部品２４は、第１基板２６に設けられる。

例えば、第１電子部品２４は、制御装置７４を含む。例えば、制御装置７４は、モータ４２の制御装置を含む。モータ４２の制御装置は、例えば、モータ４２の駆動回路を含む。駆動回路は、例えば、インバータを含む。例えば、制御装置７４は制御部を含む。制御部は、予め定める制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。制御部に含まれる演算処理装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。制御部に含まれる演算処理装置は、相互に離れた複数の場所に設けられてもよい。制御部は、１または複数のマイクロコンピュータを含んでいてもよい。

例えば、制御装置７４は、記憶部をさらに含む。記憶部には、予め定める制御プログラムおよび制御処理に用いられる情報が記憶される。記憶部は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。不揮発性メモリは、例えば、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、および、フラッシュメモリの少なくとも１つを含む。揮発性メモリは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。

例えば、コンポーネント２０は、第１通信部７６、および、第２通信部７８をさらに備える。例えば、第１通信部７６は、第１基板２６に設けられる。例えば、第２通信部７８は、第２基板２８に設けられる。第１通信部７６は、第１電子部品２４に含まれてもよい。

第１通信部７６は、予め定める制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。第１通信部７６に含まれる演算処理装置は、例えばＣＰＵまたはＭＰＵを含む。第１通信部７６に含まれる演算処理装置は、相互に離れた複数の場所に設けられてもよい。第１通信部７６は、１または複数のマイクロコンピュータを含んでいてもよい。

例えば、第１通信部７６は、バッテリ１０の電力を第２コイル３２に送信するように第１コイル３０を制御する。例えば、第１通信部７６は、通信信号を第２コイル３２に送信するように第１コイル３０を制御する。例えば、第１通信部７６は、第２コイル３２から送信される通信信号を受信するように第１コイル３０を制御する。

第２通信部７８は、予め定める制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。第２通信部７８に含まれる演算処理装置は、例えばＣＰＵまたはＭＰＵを含む。第２通信部７８に含まれる演算処理装置は、相互に離れた複数の場所に設けられてもよい。第２通信部７８は、１または複数のマイクロコンピュータを含んでいてもよい。

例えば、第２通信部７８は、第１コイル３０から送信されるバッテリ１０の電力を受信するように、第２コイル３２を制御する。例えば、第２通信部７８は、通信信号を第１コイル３０に送信するように第２コイル３２を制御する。例えば、第２通信部７８は、第１コイル３０から送信される通信信号を受信するように第２コイル３２を制御する。

例えば、第２通信部７８は、センサ７２の出力に応じて生成される通信信号を第２コイル３２から送信するように構成される。例えば、第１通信部７６は、第１コイル３０から受信した通信信号を、モータ４２の制御装置に送信可能に構成される。モータ４２の制御装置は、センサ７２の出力に応じてモータ４２を制御する。

例えば、第１基板２６は、第１方向Ｘ１において少なくとも部分的に第２基板２８と対向する第１基板面８０と、第１基板面８０と反対側を向く第２基板面８２と、を有する。第１基板２６の形状は限定されない。例えば、第１基板２６を第１方向Ｘ１から見た場合、第１基板２６は、四角形状であってもよく、円形状であってもよく、四角形状や円形状などの様々な形状を組み合わせた形状であってもよい。第１基板２６には、モータ４２の出力軸４２Ａが通る第１孔８４、および、第１軸部材５２Ｃが通る第２孔８６が形成される。第１孔８４は、第１基板面８０と、第２基板面８２とを連通する。第２孔８６は、第１基板面８０と、第２基板面８２とを連通する。第１基板２６には、第１孔８４、および、第２孔８６のいずれか１つが形成されていてもよく、第１孔８４、および、第２孔８６が形成されていなくてもよい。

例えば、第２基板２８は、第１方向Ｘ１において少なくとも部分的に第１基板２６と対向する第３基板面８８と、第３基板面８８と反対側を向く第４基板面９０と、を有する。例えば、第２基板２８を第１方向Ｘ１から見た場合、第２基板２８は、円形状である。第２基板２８を第１方向Ｘ１から見た場合の第２基板２８の形状は、円形状に限定されない。第２基板２８を第１方向Ｘ１から見た場合の第２基板２８の形状は、例えば、四角形状であってもよく、四角形状や円形状などの様々な形状を組み合わせた形状であってもよい。第２基板２８には、第２部材３６が通る第３孔９２が形成される。第３孔９２は、第３基板面８８と、第４基板面９０とを連通する。第３孔９２の中心軸心は、第２部材３６の回転中心軸心Ｃと実質的に同一である。

第１基板２６および第２基板２８の少なくとも１つは、第１方向Ｘ１から見て、第２部材３６の回転中心軸心Ｃまわりの外周部３６Ａの一部のみと対向するように設けられる。例えば、第１基板２６は、第１方向Ｘ１から見て、外周部３６Ａの一部のみと対向するように設けられる。例えば、第２基板２８は、第１方向Ｘ１から見て、外周部３６Ａの全周と対向して配置される。

例えば、第１基板２６は、第２部材３６と対向する第１端部２６Ａを有する。第１端部２６Ａの形状は、特に限定されない。例えば、第１端部２６Ａは、直線状に形成されてもよい。第１端部２６Ａは、第２部材３６の一部分の形状と対応するように形成されてもよい。第１端部２６Ａが第２部材３６の一部分の形状と対応するように形成される場合、第１端部２６Ａは、クランク軸４０の外周に沿って湾曲するように形成されてもよい。

第１基板２６は、第２端部２６Ｂを有する。第２端部２６Ｂは、第２方向Ｘ２において、第１端部２６Ａの反対に位置する第１基板２６の端部である。例えば、第１電子部品２４は、第１基板２６のうち、第１コイル３０が配置される部分を除く他の部分に設けられる。例えば、第１基板２６は、ハウジング３８の内壁部に取り付けられる。

例えば、第１端部２６Ａは、第１方向Ｘ１から見て、外周部３６Ａのうちの回転中心軸心Ｃを中心として１８０度以下の部分と対向する。例えば、第１端部２６Ａは、第１方向Ｘ１から見て、外周部３６Ａのうちの回転中心軸心Ｃを中心として１３０度以下の部分と対向する。例えば、第１端部２６Ａは、第１方向Ｘ１から見て、外周部３６Ａのうちの回転中心軸心Ｃを中心として１００度以下の部分と対向する。第１端部２６Ａが第２部材３６の外周部３６Ａの形状と対応するように形成される場合、例えば、第１端部２６Ａは、第１方向Ｘ１から見て、外周部３６Ａのうちの回転中心軸心Ｃを中心として１度以上の部分と対向する。

例えば、第１コイル３０は、第１基板２６のうち第１端部２６Ａを含む一部分に設けられる。例えば、第１コイル３０は、楕円形状に形成される。例えば、第１コイル３０は、楕円形状の短軸Ｅ１が第２部材３６の回転中心軸心Ｃと直交するように配置される。例えば、第１コイル３０は、楕円形状の短軸Ｅ１が、第１軸部材５２Ｃの第１回転中心軸心Ｃ１と直交するように配置される。例えば、第１コイル３０は、楕円形状の短軸Ｅ１が、モータ４２の出力軸４２Ａの第２回転中心軸心Ｃ２と直交するように配置される。

例えば、第１コイル３０の楕円形状の短径ＥＤ１は、第２コイル３２の径方向の大きさと対応する。例えば、第１コイル３０の楕円形状の短径ＥＤ１は、第２コイル３２の径方向の大きさよりも大きくてもよく、第２コイル３２の径方向の大きさよりも小さくてもよい。例えば、第１コイル３０は、楕円形状の長径ＥＤ２が第２部材３６の直径Ｄ以上である。第１コイル３０は、楕円形状の長径ＥＤ２が第２部材３６の直径Ｄより小さくてもよい。

第１コイル３０は、第１基板面８０上、第２基板面８２上、および、第１基板２６の内部の少なくとも１つに設けられる。例えば、第１コイル３０は、第１基板２６の内部に第２方向Ｘ２に平行に設けられる。例えば、第１コイル３０は、第１基板面８０上に第２方向Ｘ２に平行に設けられる。例えば、第１コイル３０は、第２基板面８２上に第２方向Ｘ２に平行に設けられる。

例えば、第１コイル３０は、第１コイル３０の一方の端部が第１基板２６の内部に設けられ、第１コイル３０の他方の端部が第１基板面８０を貫通して第１基板２６の外部に露出するように第１基板２６に設けられてもよい。例えば、第１コイル３０は、第１コイル３０の一方の端部が第２基板面８２を貫通して第１基板２６の外部に露出するように第１基板２６に設けられ、第１コイル３０の他方の端部が第１基板２６の内部に設けられてもよい。例えば、第１コイル３０は、第１コイル３０の中央部分が第１基板２６の内部に設けられ、第１コイル３０のそれぞれの端部が第１基板面８０、および、第２基板面８２を貫通して第１基板２６の外部に露出するように第１基板２６に設けられてもよい。

例えば、第２コイル３２は、第１方向Ｘ１から見て、外周部３６Ａを囲む。例えば、第２コイル３２は、第１方向Ｘ１から見て、外周部３６Ａを囲むように第２基板２８に設けられる。

第２コイル３２は、第３基板面８８上、第４基板面９０上、および、第２基板２８の内部の少なくとも１つに設けられる。例えば、第２コイル３２は、第３基板面８８上に第２方向Ｘ２に平行に設けられる。例えば、第２コイル３２は、第４基板面９０上に第２方向Ｘ２に平行に設けられる。例えば、第２コイル３２は、第２基板２８の内部に第２方向Ｘ２に平行に設けられる。

例えば、第２コイル３２は、第２コイル３２の一方の端部が第２基板２８の内部に設けられ、第２コイル３２の他方の端部が第３基板面８８を貫通して第２基板２８の外部に露出するように第２基板２８に設けられてもよい。例えば、第２コイル３２は、第２コイル３２の一方の端部が第４基板面９０を貫通して第２基板２８の外部に露出するように第２基板２８に設けられ、第２コイル３２の他方の端部が第２基板２８の内部に設けられてもよい。例えば、第２コイル３２は、第２コイル３２の中央部分が第２基板２８の内部に設けられ、第２コイル３２のそれぞれの端部が第３基板面８８、および、第４基板面９０を貫通して第２基板２８の外部に露出するように第２基板２８に設けられてもよい。

＜変形例＞
実施形態に関する説明は、本開示に従う人力駆動車用のコンポーネントが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に従う人力駆動車用のコンポーネントは、例えば以下に示される実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変形例において、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付してその説明が省略される。

・図９に示されるように、コンポーネント２０は、第１基板２６に接続される第３基板９４をさらに備えていてもよい。コンポーネント２０が第３基板９４をさらに備える場合、第１電子部品２４は、第３基板９４に設けられる。コンポーネント２０が第３基板９４をさらに備える場合、第１電子部品２４の少なくとも一部は、第１基板２６に設けられ、かつ、モータ４２の制御装置は、第３基板９４に設けられてもよい。コンポーネント２０が第３基板９４をさらに備える場合、モータ４２の出力軸４２Ａが通る第１孔８４、および、第１軸部材５２Ｃが通る第２孔８６は、第３基板９４に設けられてもよい。

・図１０に示されるように、第１端部２６Ａが第２部材３６の外周部３６Ａの形状と対応するように湾曲するように形成される場合、第１コイル３０は、外周部３６Ａに沿うように、第１端部２６Ａに設けられてもよい。図１０は、第１基板２６の第１端部２６Ａが第２部材３６の外周部３６Ａを、１８０度囲む場合を示す。例えば、第１コイル３０は、第１端部２６Ａの形状に沿うように第１基板２６に設けられる。

・第１基板２６は、モータ４２の出力軸４２Ａが通る第１孔８４、および、第１軸部材５２Ｃが通る第２孔８６を有していなくてもよい。

・第２基板２８が、第１方向Ｘ１から見て、第２部材３６の回転中心軸心Ｃまわりの外周部の一部のみと対向するように設けられてもよい。第２基板２８が、第１方向Ｘ１から見て、第２部材３６の回転中心軸心Ｃまわりの外周部の一部のみと対向するように設けられる場合、第１基板２６は、第２部材３６の回転中心軸心Ｃまわりの外周部の一部のみと対向するように構成されていてもよく、回転中心軸心Ｃまわりの外周部の全体と対向するように構成されていてもよい。

・第２部材３６は、出力回転軸４４を含んでいなくてもよい。第２部材３６が、出力回転軸４４を含んでいない場合、センサ７２はクランク軸４０に設けられ、クランク軸４０に入力される人力駆動力を検出可能に構成される。

・第２部材３６は、第１部材３４の径方向外側を囲むように構成されていてもよい。第２部材３６が、第１部材３４の径方向外側を囲むように構成される場合、例えば、第１部材３４はハウジング３８に代えてハブシェルを含み、第２部材３６は、クランク軸４０および出力回転軸４４に代えて、ハブ軸を含む。第２部材３６が、第１部材３４の径方向外側を囲むように構成され、第１部材３４がハウジング３８に代えてハブシェルを含み、第２部材３６が、クランク軸４０および出力回転軸４４に代えて、ハブ軸を含む場合、例えば、コンポーネント２０は、人力駆動車用のハブユニット、人力駆動車用の内装変速機、および、人力駆動車用のハブモータの少なくとも１つを含む。

本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の選択肢の「１つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が２つであれば「１つの選択肢のみ」または「２つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が３つ以上であれば「１つの選択肢のみ」または「２つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。

２０…コンポーネント、２４…第１電子部品、２６…第１基板、２６Ａ…第１端部、２８…第２基板、３０…第１コイル、３２…第２コイル、３４…第１部材、３６…第２部材、３６Ａ…外周部、４０…クランク軸、４２…モータ、７２…センサ、７２Ａ…歪センサ、７４…制御装置、８０…第１基板面、８２…第２基板面、８８…第３基板面、９０…第４基板面、９４…第３基板。

Claims

人力駆動車用のコンポーネントであって、
第１部材に取り付けられる第１基板と、
前記第１部材と相対回転可能な第２部材に取り付けられる第２基板と、
前記第１基板に設けられる第１コイルと、
前記第２基板に設けられ、前記第１コイルと磁気的に結合するように構成される第２コイルと、を備え、
前記第１基板は、前記第２部材の回転中心軸心に平行な第１方向と実質的に直交する第２方向に延び、
前記第２基板は、前記第２方向に延び、
前記第１コイルの少なくとも一部は、前記第１方向において前記第２コイルの少なくとも一部と対向するように配置され、
前記第１基板および前記第２基板の少なくとも１つは、前記第１方向から見て、前記第２部材の前記回転中心軸心まわりの外周部の一部のみと対向するように設けられる、コンポーネント。
前記第２部材は、前記回転中心軸心まわりに回転可能に前記第１部材に設けられる、請求項１に記載のコンポーネント。
前記第１基板は、前記第１方向から見て、前記外周部の前記一部のみと対向するように設けられる、請求項１または２に記載のコンポーネント。
前記第１基板は、前記第２部材と対向する第１端部を有し、
前記第１コイルは、前記第１基板のうち前記第１端部を含む一部分に設けられる、請求項３に記載のコンポーネント。
前記第１端部は、前記第１方向から見て、前記外周部のうちの前記回転中心軸心を中心として１８０度以下の部分と対向する、請求項４に記載のコンポーネント。
前記第２基板は、前記第１方向から見て、前記外周部の全周と対向して配置され、
前記第２コイルは、前記第１方向から見て、前記外周部を囲む、請求項３から５のいずれか一項に記載のコンポーネント。
前記第１コイルは、楕円形状に形成される、請求項３から６のいずれか一項に記載のコンポーネント。
前記第１コイルは、前記楕円形状の短軸が前記第２部材の前記回転中心軸心と直交するように配置される、請求項７に記載のコンポーネント。
前記第１コイルは、前記楕円形状の長径が前記第２部材の直径以上である、請求項７または８に記載のコンポーネント。
前記第１基板は、前記第１方向において少なくとも部分的に前記第２基板と対向する第１基板面と、前記第１基板面と反対側を向く第２基板面と、を有し、
前記第２基板は、前記第１方向において少なくとも部分的に前記第１基板と対向する第３基板面と、前記第３基板面と反対側を向く第４基板面と、を有し、
前記第１コイルは、前記第１基板面上、前記第２基板面上、および、前記第１基板の内部の少なくとも１つに設けられ、
前記第２コイルは、前記第３基板面上、前記第４基板面上、および、前記第２基板の内部の少なくとも１つに設けられる、請求項１から９のいずれか一項に記載のコンポーネント。
前記第１コイルは、前記第２コイルに電力を送信可能に構成され、
前記第２コイルは、前記第１コイルから電力を受信可能に構成される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のコンポーネント。
前記第１コイルと、前記第２コイルとは、通信信号を送受信可能に構成される、請求項１から１１のいずれか一項に記載のコンポーネント。
前記第１コイルと電気的に接続される第１電子部品をさらに備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載のコンポーネント。
前記第１電子部品は、前記第１基板に設けられる、請求項１３に記載のコンポーネント。
前記第１基板に接続される第３基板をさらに備え、
前記第１電子部品は、前記第３基板に設けられる、請求項１３に記載のコンポーネント。
前記第１電子部品は、制御装置を含む、請求項１３から１５のいずれか一項に記載のコンポーネント。
前記第１部材に設けられ、前記人力駆動車に推進力を付与するように構成されるモータをさらに備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載のコンポーネント。
前記第２部材は、クランク軸を含む、請求項１から１７のいずれか一項に記載のコンポーネント。
前記第２部材に設けられ、前記第２コイルに電気的に接続されるセンサをさらに含む、請求項１から１８のいずれか一項に記載のコンポーネント。
前記センサは、前記第２部材の歪みを検出するように構成される歪センサを含む、請求項１９に記載のコンポーネント。