DE102012109637A1 - Fahrradantriebseinheit - Google Patents

Fahrradantriebseinheit

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DE102012109637A1
DE102012109637A1 DE201210109637 DE102012109637A DE102012109637A1 DE 102012109637 A1 DE102012109637 A1 DE 102012109637A1 DE 201210109637 DE201210109637 DE 201210109637 DE 102012109637 A DE102012109637 A DE 102012109637A DE 102012109637 A1 DE102012109637 A1 DE 102012109637A1
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Abstract

Ziel der Erfindung ist es, eine Antriebseinheit mit einem Übertragungsmechanismus und einem Motor für unterstütztes Fahren bereitzustellen, wobei die Motoreinheit leichter und kompakter ist. Eine Fahrradantriebseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Motor mit einem Loch, in das eine Kurbelachse angeordnet werden kann, einen Übertragungsmechanismus mit einer Mehrzahl von auswählbaren Übersetzungsverhältnissen und einem Abtriebsteil, das ausgebildet ist, einen Abtrieb des Übertragungsmechanismus und einen Abtrieb des Motors zusammen zu addieren.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein elektrisch unterstütztes Fahrrad, das einen Motorabtrieb als Unterstützungsenergie verwendet und einen Übergangsmechanismus hat.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die japanische Patentpublikation Nr. 40 36 776 (Patentdokument 1) zeigt ein elektrisch unterstütztes Fahrrad, das einen Motorabtrieb als Unterstützungsenergie verwendet und das einen Übertragungsmechanismus hat. Bei dem in Patentdokument 1 offenbarten elektrisch unterstützten Fahrrad wird eine durch die Pedale eingegebene Tretkraft durch den Übertragungsmechanismus übertragen und die übertragene Antriebskraft wird dann mit einer Antriebskraft von dem Motor kombiniert. Die kombinierte Antriebskraft wird dann auf ein Hinterrad des Fahrrads übertragen, um das Hinterrad zu drehen.
  • Darstellung der Erfindung
  • Von der Erfindung zu erreichendes Ziel
  • Die Fahrradantriebseinheit von Patentdokument 1 hat ein langes und platzraubendes Gehäuse, weil es drei Wellen aufweist: eine Kurbelwelle, eine Welle des Übertragungsmechanismus und eine Abtriebswelle. Folglich nimmt der Grad der Gestaltungsfreiheit des Fahrrads ab und das Gewicht des Fahrrads nimmt zu.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des gerade eben erklärten Problems geboren und ihr Ziel ist es, eine leichtere und kompaktere Antriebseinheit für ein Fahrrad bereitzustellen, die einen Übertragungsmechanismus und einen Motor für unterstütztes Fahren hat.
  • Mittel zum Erreichen des Ziels
  • Um das zuvor genannte Ziel zu erreichen, umfasst eine Fahrradantriebseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung einen Motor mit einem Loch, in welchem eine Kurbelachse angeordnet werden kann, einen Übertragungsmechanismus mit einer Mehrzahl von auswählbaren Übersetzungsverhältnissen und ein Abtriebsteil, das ausgebildet ist, einen Abtrieb des Übertragungsmechanismus und einen Abtrieb des Motors zu addieren.
  • Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann das Abtriebsteil auch als Output-Teil, als Ausgabeteil oder Ausgangsteil bezeichnet werden. Der Abtrieb des Übertragungsmechanismus kann auch als Output, Ausgabe oder Ausgang des Übertragungsmechanismus bezeichnet werden. Der Abtrieb des Motors kann auch als Output, Ausgabe oder Ausgang des Motors bezeichnet werden.
  • Da der Motor an der Kurbelachse angebracht werden kann, kann die Fahrradantriebseinheit leichter und kompakter gemacht werden. Ebenso kann der von dem Motor bereitgestellte Unterstützungsantrieb effizient verwendet werden, da der Übertragungsmechanismus ermöglicht, eine Mehrzahl von Getriebeübersetzungen selektiv einzustellen.
  • In einem anderen Aspekt der Erfindung ist es akzeptabel, dass die Drehachse der Kurbelachse und die Drehachse des Motors miteinander übereinstimmen. Bei diesem Aspekt kann die Fahrradantriebseinheit leichter und kompakter hergestellt werden, da der Motor an der Kurbelachse angeordnet werden kann.
  • Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist es akzeptabel, dass die Fahrradantriebseinheit ferner eine Kurbelachse aufweist. Bei diesem Aspekt kann eine Tretkraft eines Fahrers auf den Übertragungsmechanismus übertragen werden.
  • Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist es akzeptabel, dass ein Kettenrad mit dem Abtriebsteil verbunden ist. Bei diesem Aspekt kann der Abtrieb des Abtriebsteils an eine Hinternabe übertragen werden.
  • Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist es akzeptabel, dass der Abtrieb des Motors an das Abtriebsteil durch einen Freilauf übertragen wird. Bei diesem Aspekt kann das Drehmoment der Kurbelachse daran gehindert werden, auf den Motor übertragen zu werden.
  • Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist es akzeptabel, dass die Fahrradantriebseinheit einen Untersetzungsmechanismus hat und dass der Abtrieb des Motors durch den Untersetzungsmechanismus auf das Abtriebsteil übertragen wird. Bei diesem Aspekt ist es möglich, ein Abtriebsteil zu erhalten, das es erlaubt, den Motor effizient zu betreiben, da die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl des Motorabtriebs reduziert wird, bevor der Abtrieb an das Abtriebsteil übertragen wird.
  • Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist es akzeptabel, dass die Kurbelachse mit einem Antriebsabschnitt des Übertragungsmechanismus verbunden ist. Bei diesem Aspekt kann eine Tretkraft eines Fahrers auf den Übertragungsmechanismus übertragen werden. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann der Antriebsabschnitt auch als Inputabschnitt oder Eingangsabschnitt bezeichnet werden.
  • Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist es akzeptabel, dass der Übertragungsmechanismus einen Planetengetriebemechanismus hat. Bei dem gleichen Aspekt ist es auch akzeptabel, dass der Planetengetriebemechanismus einen Steg (auch als Träger bezeichnet) mit Planetenrädern hat und dass der Steg auf dem Abtriebsteil gestützt wird. Bei diesem Aspekt kann ein mit der Antriebseinheit ausgerüstetes Fahrrad Übersetzungsverhältnisse mit Bezug auf die Drehung der Kurbelachse verändern.
  • Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist es akzeptabel, dass die Fahrradantriebseinheit eine erste Drehachse, um die die Kurbelachse und der Motor drehen, und eine zweite Drehachse hat, um die sich der Übertragungsmechanismus dreht. Es ist ferner akzeptabel, dass der Antriebsabschnitt und das Abtriebsteil der Übertragungsmechanismus sich um die zweite Drehachse drehen. Da diese Fahrradantriebseinheit zwei Achsen hat, kann die Antriebseinheit leichter und kompakter hergestellt werden. Ebenso lässt sich Antriebseinheit leichter zusammenbauen, da der Motor um eine andere Drehachse dreht als jene, um die sich der strukturell komplexe Übertragungsmechanismus dreht.
  • Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es akzeptabel, dass das Abtriebsteil an einer Seite des Motors entlang der Richtung der Drehachse des Motors angeordnet ist und dass ein Kopplungsmechanismus zum Koppeln der Kurbelachse und des Übertragungsmechanismus an der anderen Seite des Motors entlang der Richtung der Drehachse des Motors angeordnet ist. Bei diesem Aspekt sind der Kopplungsmechanismus und das Abtriebsteil voneinander getrennt an beiden Seiten des Motors angeordnet, und es ist einfacher, eine ausgeglichene Gewichtsverteilung entlang der Richtung der Drehachse der Kurbelachse zu erreichen.
  • Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist es akzeptabel, dass der Kopplungsmechanismus ein Zahnrad hat. Bei diesem Aspekt ist es ferner akzeptabel, dass der Antriebsabschnitt des Übertragungsmechanismus ein Zahnrad hat, das mit dem Zahnrad des Kopplungsmechanismus kämmt. Bei diesem Aspekt ist die Haltbarkeit gegenüber einer Anordnung, bei der der Antriebsabschnitt des Übertragungsmechanismus und der Kopplungsmechanismus über ein Band oder dergleichen gekoppelt sind, verbessert.
  • Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist es akzeptabel, dass die Drehachse des Abtriebsteils mit der Drehachse der Kurbelachse übereinstimmt. Bei diesem Aspekt können die Lager dieser Wellen, da die Drehachse des Abtriebsteils und die Drehachse der Kurbelachse die gleichen sind, in einer einzigen Einheit integriert werden und die Fahrradantriebseinheit kann noch leichter und kompakter hergestellt werden.
  • Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es akzeptabel, dass das Abtriebsteil einen ersten Anschlussabschnitt, wo das Abtriebsteil an das Abtriebsteil der Übertragungsmechanismus angeschlossen ist, und einen zweiten Anschlussabschnitt hat, wo das Abtriebsteil an den Motor angeschlossen ist. Bei diesem Aspekt ist es ferner akzeptabel, dass der erste Anschlussabschnitt ein außen gezahntes Zahnrad hat und dass der zweite Anschlussabschnitt ein innen verzahntes Zahnrad hat. Bei diesem Aspekt kann die Antriebseinheit das Drehmoment der Kurbelachse und das Drehmoment des Motors kombinieren.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Antriebseinheit mit einem Übertragungsmechanismus und einem Motor für unterstütztes Fahren bereitzustellen und die Antriebseinheit leichter und kompakter zu machen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Seitenansicht eines elektrisch unterstützten Fahrrads, bei dem eine Antriebseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht einer Antriebseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Innengetriebenabe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist eine Perspektivansicht einer Achse von dergleichen.
  • 5 ist eine Seitenquerschnittsansicht eines ersten Freilaufs.
  • 6 ist eine Seitenquerschnittsansicht eines zweiten Freilaufs.
  • 7 ist eine Seitenquerschnittsansicht eines dritten Freilaufs.
  • 8 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Gangwechselmechanismus.
  • 9 ist eine Frontalansicht eines Nockenlagerelements.
  • 10 ist eine halbe Querschnittsansicht eines Nockenlagerelements.
  • 11 ist eine Seitenquerschnittsansicht eines zweiten Kupplungsmechanismus in einem verbundenen Zustand.
  • 12 ist eine Seitenquerschnittsansicht des zweiten Kupplungsmechanismus in einem nicht verbundenen Zustand.
  • 13 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die einen Bereich einer relativen Drehung zeigt, der zwischen dem ersten Betätigungszylinder und dem zweiten Betätigungszylinder auftreten kann.
  • 14 ist eine Querschnittsansicht einer Antriebseinheit gemäß einer Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 15 ist eine Querschnittsansicht einer Antriebseinheit gemäß einer Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 16 ist eine Querschnittsansicht einer Antriebseinheit gemäß einer Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 17 ist eine Querschnittsansicht einer Antriebseinheit gemäß einer Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 18 ist eine Querschnittsansicht einer Antriebseinheit gemäß einer Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist eine rechte Seitenansicht eines Beispiels eines elektrisch unterstützten Fahrrads, bei dem eine Antriebseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Bei diesem elektrisch unterstützten Fahrrad wird eine auf ein Pedal 100 wirkende Tretkraft entlang des folgenden Pfads übertragen: Kurbel 101 → Kurbelachse 102 → Antriebseinheit 1 → Vorderkettenrad 103 → Kette 104 → Hinterkettenrad 105 → Radachse 106 des Hinterrads. Daher wird die Tretkraft mit der von dem Motorabtrieb bereitgestellten Unterstützungskraft während des Übertragungsprozesses an die Hinterradsachse 106 kombiniert. Normalerweise detektiert ein Drehmomentdetektiermittel ein auf die Kurbelachse 102 detektierendes Drehmoment und, wenn der detektierte Wert einen eingestellten Wert übersteigt, startet der Motor, um ein unterstützendes Drehmoment entsprechend des Betrags, um den das detektierte Drehmoment geringer ist, zu erzeugen. Das Drehmomentdetektiermittel umfasst ein
  • magnetrestriktives Element und eine Detektionsspule, die an der Kurbelachse 102 angeordnet ist und die dazu dient, eine Drehbelastung der Kurbelachse 102 zu detektieren. Die Antriebseinheit 1 weist einen Unterstützungsmotor auf und ist typischerweise nahe einem Anschlussbereich angeordnet, wo ein unterer Endbereich des Sattelrohrs und ein rückwärtiger Endbereich des Unterrohrs des Rahmens aneinander angeschlossen sind. Eine Batterie zum Antreiben des Motors ist an einem hinteren Gepäckträger, dem Unterrohr oder dem Sattelrohr angeordnet.
  • Bei der vorliegenden Erfindung sind die Kurbelachse und die Abtriebsachse des Motors koaxial und eine Welle des Übertragungsmechanismus ist derart getrennt angeordnet, dass die Antriebseinheit eine biaxiale Struktur hat. Die Struktur und Funktion der Antriebseinheit 1 wird nun erklärt.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht einer Antriebseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 gezeigt, ist bei dieser Antriebseinheit 1 die Kurbelachse 102 durch ein Durchgangsloch 111A in einem Gehäuse 111 eingeführt und in dem Gehäuse 111 durch Lager 112 und 113 drehbar gestützt. Kurbelarme 101 sind lösbar an entgegengesetzten Enden der Kurbelachse 102 montiert. Die Kurbelarme 101 sind außerhalb des Gehäuses 111 angeordnet.
  • Hauptmerkmale des Unterstützungsmotors
  • Der Motor (Elektromotor) 120 ist derart angeordnet, dass seine Drehachse mit der Drehachse der Kurbelachse 102 übereinstimmt. Der Motor 120 hat einen Stator 121, der koaxial mit der Kurbelachse 102 angeordnet ist, und eine Feldspule, die auf den Stator 121 gewickelt ist. Der Stator 121 ist an dem Gehäuse 111 mit einem Montageabschnitt 122 fixiert. Ein Rotor 123 ist drehbar an der Kurbelachse 102 gestützt. Der Rotor 123 hat zum Beispiel einen Magneten (nicht gezeigt) mit einer Mehrzahl von Magnetpolen, die entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und einen Magnethalteabschnitt (nicht gezeigt), der den Magneten hält. In dieser Ausführungsform ist der Motor ein Motor eines Innenrotortyps, bei dem ein äußerer Umfang des Rotors 123 durch den Stator 121 umgeben ist. Der Rotor 123 ist drehbar an der Kurbelachse 102 mit einem ersten Lager 124a und einem zweiten Lager 124b gestützt, die entlang der axialen Richtung der Kurbelachse 102 voneinander beabstandet angeordnet sind. Der Motor 120 wird mit einem Inverter angetrieben, der nicht in den Zeichnungen gezeigt ist. Der Inverter wird von einem Steuerabschnitt angetrieben (nicht in den Zeichnungen gezeigt) und der Steuerabschnitt steuert den Inverter gemäß einer Pedalkraft und einer Geschwindigkeit.
  • Merkmale des Untersetzungsmechanismus
  • Der Untersetzungsmechanismus 125 überträgt die Drehung des Rotors 123 auf ein Drehmomentübertragungselement 130 und überträgt die Drehung des Drehmomentübertragungselements 130 auf den Rotor 123. Der Untersetzungsmechanismus 125 hat einen Planetengetriebemechanismus 126. Der Planetengetriebemechanismus 126 hat ein Sonnenrad 126a, einen innenverzahntes Hohlrad 126b, das um den äußeren Umfang des Sonnenrads 126a angeordnet ist, und eine Mehrzahl von (zum Beispiel drei) Planetenrädern 126c, die mit dem Sonnenrad 126a und dem innenverzahnten Hohlrad 126b kämmen. Das Sonnenrad 126a ist an den Rotor 123 fixiert. Das innenverzahnte Hohlrad 126b ist an dem Montageabschnitt 122 vorgesehen. Die Planetenräder 126c sind drehbar durch das Drehmomentsübertragungselement 130 gestützt. Das Drehmomentübertragungselement 130 ist ein sogenannter Steg (oder Träger). Jedes der Planetenräder 126c hat einen ersten Zahnradabschnitt und einen zweiten Zahnradabschnitt, die eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen haben. Der erste Zahnradabschnitt hat eine größere Anzahl von Zähnen als der zweite Zahnradabschnitt. Der erste Zahnradabschnitt kämmt mit dem Sonnenrad 126a und der zweite Zahnradabschnitt kämmt mit dem innenverzahnten Hohlrad 126b. Das Drehmomentübertragungselement 130 ist drehbar an einer Innenseite eines Drehmomentskombinierelements 131 (wird später im Detail erklärt) durch einen Freilauf 132 und einen Rotationsstützabschnitt 133 gestützt. Der Rotationsstützabschnitt 133 ist ein Gleitlager in dieser Ausführungsform, allerdings ist es akzeptabel, ein Kugellager zu verwenden. Der Rotationsstützabschnitt 133 ist in einer radialen Richtung der Kurbelachse weiter außerhalb als der Freilauf 132 angeordnet. Bei diesem Planetengetriebemechanismus 126 wird die Geschwindigkeit der Rotation des Sonnenrads 126a, an den der Rotor 123 gekoppelt ist, reduziert, bevor sie auf das Drehmomentübertragungselement 130 übertragen wird, da das innenverzahnte Hohlrad 126b nicht drehbar mit Bezug auf das Gehäuse 111 fixiert ist.
  • Hauptmerkmale des Kopplungsmechanismus
  • Der Kopplungsmechanismus umfasst ein erstes Zahnrad 114 sowie ein zweites Zahnrad 141 und dient dazu, die Kurbelachse 102 und einen Übertragungsmechanismushauptkörper 140b miteinander zu koppeln. Das erste Zahnrad 114 ist an einem Endbereich der Kurbelachse 102 vorgesehen. Das erste Zahnrad 114 ist an der Kurbelachse 102 fixiert und dreht sich als eine Einheit mit der Kurbelachse 102. Es ist akzeptabel, dass das erste Zahnrad 114 lösbar an der Kurbelachse 102 mit zum Beispiel Kerbverzahnungen montiert ist. Das zweite Zahnrad 141 ist ein Element, das ein Drehmoment auf den Übertragungsmechanismus 114 überträgt und mit dem ersten Zahnrad 114 kämmt. Der Kopplungsmechanismus ist an entgegengesetzten Seiten des Motors 120 im Vergleich zu dem Drehmomentkombinierelement 131 und dem Vorderkettenrad 103 angeordnet.
  • Hauptmerkmale des Übertragungsmechanismus
  • Der Übertragungsmechanismus 140 umfasst eine Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a und einen Übertragungsmechanismushauptkörper 140b. Die Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a dreht einen Angriffskörper 88 des Übertragungsmechanismushauptkörpers 140b über eine vorgeschriebene Phase als Antwort auf einen Befehl des Fahrers, der von einer an einer Lenkstange angebrachten Gangschaltung (nicht gezeigt) ausgegeben wird. Die Übersetzungsmechanismusmotoreinheit 140a ist zum Beispiel die in dem japanischen Patent Nr. 3529723 veröffentlichte, allen gemein bekannte Motoreinheit. Der Übertragungsmechanismushauptkörper 140b ist ein Getriebe mit einer Mehrzahl von auswählbaren Übersetzungsverhältnissen. In dieser Ausführungsform weist der Übertragungsmechanismushauptkörper 140b einen Rotationsübertragungsmechanismus, der wenigstens ein Planetenrad und ein Sonnenrad hat und derart ausgebildet ist, dass eine Mehrzahl von Zahnrädern selektiv in Eingriff stehen können, und einen Kontrollmechanismus auf, der es einem Bereich dieser Zahnräder möglich macht zu rotieren oder es unmöglich macht zu rotieren. 2 ist eine detaillierte schematische Ansicht, die den Übertragungsmechanismushauptkörper 140b exemplarisch als einen Übertragungsmechanismus mit drei auswählbaren Gängen darstellt.
  • Hauptmerkmale des Übertragungsmechanismushauptkörper
  • Wie in 3 gezeigt, umfasst der Übertragungsmechanismushauptkörper 140b eine Welle 12, ein Abtriebsteil 14, einen Antreiber (Antriebsabschnitt oder Eingangsabschnitt) 16, einen Rotationsübertragungsmechanismus 18 und einen Gangwechselmechanismus 20. Die Welle 12 kann nicht drehbar an dem Gehäuse 111 angebracht sein. Um die Erklärung zu vereinfachen, wird die Orientierung des Übertragungsmechanismushauptkörpers 140b, wie in 3 dargestellt, hinsichtlich der linken und rechten Richtung in Bezug auf die Orientierung des Übertragungsmechanismushauptkörpers 140b, wie in 2 dargestellt, umgedreht. Das Abtriebsteil 14 und der Antreiber 16 haben zylindrische Formen. Das Abtriebsteil 14 und der Antreiber 16 bedecken den Rotationsübertragungsmechanismus 18 und den Gangwechselmechanismus 20. Ein Ende (linkes Ende in 3) des Abtriebsteils 14 ist drehbar an der Welle 12 mit einem Lager 22a gestützt. Der Antreiber 16 ist drehbar auf der Welle 12 mit einem Lager 22b gestützt. Das andere Ende des Abtriebsteils 14 (rechtes Ende in 3) ist drehbar an dem Antreiber 16 mit einem Lager 22c gestützt.
  • Das Lager 22a umfasst einen drückenden Laufring 23a, der ausgebildet ist, auf einen Außengewindeabschnitt 26 (wird später erklärt) der Welle 12 aufgeschraubt zu werden, einen aufnehmenden Laufring 23b, der an einer Innenumfangsfläche eines Endes des Abtriebsteils 14 ausgebildet ist, und Stahlkugeln 23c, die zwischen dem drückenden Laufring 23a und dem aufnehmenden Laufring 23b angeordnet sind. Das Lager 22b umfasst einen drückenden Laufring 23d, der an der Nabenachse 12 angeordnet ist und von einer Rotation durch eine Rotationsverhinderungsfuge 27b (wird später beschrieben), die an der Welle 12 ausgebildet ist, gehindert wird, einen aufnehmenden Laufring 23e, der an einer Innenumfangsfläche eines Endes des Antreibers 16 ausgebildet ist, und Stahlkugeln 23f, die zwischen dem drückenden Laufring 23d und dem aufnehmenden Laufring 23e angeordnet sind. Das Lager 22c umfasst einen drückenden Laufring 23d, der an einer Außenumfangsfläche des Antreibers 16 ausgebildet ist, einen aufnehmenden Laufring 23h, der an einer Innenumfangsfläche des anderen Endes der Nabenhülse 14 ausgebildet ist, und Stahlkugeln 23i, die zwischen dem drückenden Laufring 23g und dem aufnehmenden Laufring 23h angeordnet sind.
  • Hauptmerkmale der Welle
  • Wie in 4 gezeigt, sind erste Außengewindeabschnitte 24a und 24b an beiden Endbereichen der Welle 12 zum Befestigen der Welle mit Muttern 116 (siehe 2) an Einführöffnungen 115 (siehe 2), die in dem Gehäuse 111 ausgebildet sind, ausgebildet. Rotationsverhinderungsabschnitte 25a und 25b sind in den ersten Außengewindeabschnitten 24a und 24b ausgebildet, um so parallel zueinander zu sein, und dienen dazu, mit den Einführöffnungen 115 in Eingriff zu sein und eine Drehung der Nabenachse 12 zu verhindern. Ein zweiter Außengewindeabschnitt 26 zum Montieren des Lagers 22a ist an der Welle 12 an einer von dem ersten Außengewindeabschnitt 24a axial inneren Position ausgebildet. Zwei Rotationsverhinderungsfugen 27a zum Verhindern einer Rotation des Lagers 22b und zwei Rotationsverhinderungsfugen 27b zum Verhindern einer Rotation des Gangwechselmechanismus 20 sind in von dem ersten Außengewindeabschnitt 24b axial inneren Positionen ausgebildet. Die Rotationsverhinderungsfugen 27a und 27b sind ausgebildet, um sich entlang einer axialen Richtung zu erstrecken, und haben unterschiedliche Breiten. Die zwei Rotationsverhinderungsfugen 27a und die zwei Rotationsverhinderungsfugen 27b sind in einer Umfangsrichtung durch ein 180°-Intervall voneinander getrennt. Erste Vorsprünge 28 und zweite Vorsprünge 29 sind in einem axial mittleren Bereich der Welle 12 ausgebildet und konfiguriert, in einer radial auswärtigen Richtung vorzustehen. Die ersten Vorsprünge 28 sind voneinander durch ein 180°-Intervall getrennt und funktionieren als ein Freilauf des Gangwechselmechanismus 20; die zweiten Vorsprünge 29 sind durch ein 180°-Intervall voneinander getrennt und dienen dazu, eine Rotation zu verhindern. Eine Positionierungsausnehmung 29a ist in einem axial mittleren Bereich der zweiten Vorsprünge 29 ausgebildet.
  • Hauptmerkmale des Abtriebsteils
  • Die Nabenhülse 14 dreht sich frei um die Welle 12. Wie in 3 gezeigt, ist das Abtriebsteil 14 ein zylindrisches Element, das derart ausgebildet ist, dass dessen Durchmesser stufenartig von einem Ende (linkes Ende in 3) zu dem anderen Ende (rechtes Ende in 3) zunimmt. Das dritte Zahnrad 142 ist nicht drehbar an einem Außenumfang des Abtriebsteils 14 angebracht. Das Abtriebsteil 14 kann als eine integrale Einheit mit dem dritten Zahnrad 142 drehen.
  • Hauptmerkmale des Antreibers
  • Der Antreiber 16 ist ein zylindrisches Element, das zwischen der Welle 12 und dem Abtriebsteil 14 derart montiert ist, dass es sich frei mit Bezug sowohl auf die Welle als auch auf das Abtriebsteil drehen kann. Der Antreiber 16 ist derart ausgebildet, dass dessen Durchmesser stufenartig abnimmt, wenn man sich auf das eine Ende (rechtes Ende in 3) des Antreibers 16 hin bewegt. Das zweite Zahnrad 141 ist an dem gegenüberliegenden Endbereich des Antreibers 16 als das Ende angebracht, wo das Abtriebsteil 14 platziert ist. Der Antreiber 16 kann sich als eine integrale Einheit mit dem zweiten Zahnrad 142 drehen.
  • Hauptmerkmale des Rotationsübertragungsmechanismus
  • Der Rotationsübertragungsmechanismus 18 hat einen Planetengetriebemechanismus 32, der eine Rotation des Antreibers 16 auf das Abtriebsteil 14 mit einer Mehrzahl von (zum Beispiel drei) Übersetzungsverhältnissen übertragen kann. Der Planetengetriebemechanismus 32 umfasst ein Hohlrad 34, ein erstes Planetenrad 36, ein zweites Planetenrad 38, einen Steg 40 (oder Träger), der ausgebildet ist, das erste und zweite Planetenrad 36 und 38 drehbar zu stützen, ein erstes Sonnenrad 42, das ausgebildet und angeordnet ist, mit dem ersten Planetenrad 36 zu kämmen, und ein zweites Sonnenrad 44, das ausgebildet und angeordnet ist, mit dem zweiten Planetenrad 38 zu kämmen. Das Hohlrad 34 ist an einer Innenumfangsfläche an dem anderen Ende (linke Seite in 3) des Antreibers 16 ausgebildet. Das erste Planetenrad 36 ist wenigstens ein Zahnrad, das mit dem Hohlrad 34 kämmt. Das zweite Planetenrad 38 umfasst wenigstens ein Zahnrad (zum Beispiel 30) mit einer größeren Anzahl von Zähnen als das erste Planetenrad 36 und ist derart angeordnet und ausgebildet, dass es sich integral mit dem ersten Planetenrad 36 drehen kann. Obwohl in dieser Ausführungsform das erste Planetenrad 36 und das zweite Planetenrad 38 als eine einstückige integrale Einheit ausgebildet sind, ist es auch akzeptabel, dass die zwei Zahnräder als separate Einheiten vorgesehen sind. Der Steg 40 ist ausgebildet, die drei ersten Planetenräder 36 und die drei zweiten Planetenräder 38 derart drehbar zu stützen, dass die Planetenräder in einer Umfangsrichtung gleich beabstandet angeordnet sind, und ist derart angeordnet, dass er frei um die Achse 12 drehen kann. Das erste Sonnenrad 42 ist ein Zahnrad, das angeordnet ist, um die Welle 12 zu drehen, und ausgebildet ist, mit den ersten Planetenrädern 36 zu kämmen. Das zweite Sonnenrad 44 ist ein Zahnrad, das angeordnet ist, um die Welle 12 zu drehen, und ausgebildet ist, mit den zweiten Planetenrädern 38 zu kämmen. Der Steg 40 stützt die ersten und zweiten Planetenräder 36 und 38 mit einer Mehrzahl von (zum Beispiel drei) Stützstegen 40a, die angeordnet sind, parallel mit der Welle 12 zu sein.
  • Der Rotationsübertragungsmechanismus 18 hat einen ersten Freilauf 50 und einen zweiten Freilauf 52.
  • Der erste Freilauf 50 hat ein erstes Klinkenstützteil 54, das zylindrisch ist und drehbar zu der Welle 12 angebracht ist. Das erste Klinkenstützteil 54 ist mit dem Steg 40 derart gekoppelt, dass es als eine integrale Einheit mit dem Steg 40 dreht. Das erste Klinkenstützteil 54 hat eine Mehrzahl von (zum Beispiel sechs) ersten Montageausnehmungen 54a, die an einer Außenumfangsfläche des zweiten Klinkenstützteils 54 angeordnet sind, um so entlang einer Umfangsrichtung beabstandet zu sein, und jedes ist ausgebildet, eine erste Kupplungsklinke 55 (wird später erklärt) derart zu stützen, dass die erste Kupplungsklinke 55 frei zwischen einem aufrechten Zustand und einem geneigten Zustand schwenken kann. Kopplungsausnehmungen 54b sind benachbart zu den ersten Montageausnehmungen 54a an einem Ende (rechtes Ende in 3) des Klinkenstützteils 54 vorgesehen und dienen dazu, das Klinkenstützteil 54 an dem Steg 40 derart zu koppeln, dass es sich als eine integrale Einheit mit dem Steg 40 drehen kann. Eine Bewegung des ersten Klinkenstützteils 54 in eine axiale Richtung ist durch einen Rückhaltering 53 begrenzt, der an einer Außenumfangsfläche der Welle 12 angebracht ist. Wie in 5 gezeigt, überträgt der Freilauf 50 nur eine Drehung an das Abtriebsteil 14 in der Vorwärtsbewegungsrichtung des ersten Klinkenstützteils 54 (das mit dem Steg 40 gekoppelt ist), die durch den Pfeil A angezeigt ist.
  • Der erste Freilauf 50 umfasst ferner eine Mehrzahl von (zum Beispiel sechs) ersten Kupplungsklinken 55, die in den ersten Montageausnehmungen 54 derart montiert sind, dass die ersten Kupplungsklinken 55 frei zwischen einem aufrechten Zustand und einem geneigten Zustand schwenken können, und erste Rastzähne 56 sind an einer Innenumfangsfläche des Abtriebsteils 14 ausgebildet und konfiguriert, mit den ersten Kupplungsklinken 55 zu kämmen. Die ersten Kupplungsklinken 55 sind in Richtung eines aufrechten Zustands durch ein erstes Federelement 57, das auf eine Außenumfangsfläche des ersten Klinkenstützteils 54 montiert ist, vorgespannt, in dem sie mit den ersten Rastzähnen 56 kämmen.
  • Wie in 6 gezeigt, dient der zweite Freilauf 52 dazu, eine Rotation des ersten Sonnenrads 42 in einer Richtung entgegengesetzt der Vorwärtsbewegungsrichtung zu verhindern, d.h. in der durch einen Pfeil B angezeigten Richtung. Wie in 3 gezeigt, hat der zweite Freilauf 52 ein zylindrisches zweites Klinkenstützteil 58, das nicht drehbar mit der Welle 12 verbunden ist. Wie in 6 gezeigt, hat eine Innenumfangsfläche des zweiten Klinkenstützteils 58 Eingriffsausnehmungen 58a, die ausgebildet sind, mit den zweiten Vorsprüngen 29 der Welle 12 in Eingriff zu stehen, und Rotationsverhinderungsabschnitte 58b, die ausgebildet sind, in einer radialen Richtung nach innen vorzustehen. Eine Bewegung des zweiten Klinkenstützteils 58 in eine axiale Richtung der Welle 12 wird durch einen Positionierungspin 59 verhindert, der angeordnet und ausgebildet ist, mit einer Positionierungsausnehmung 29a in Eingriff zu stehen. Der Positionierungspin 59 ist in einem Sicherungsloch 58c angeordnet, das entlang einer radialen Richtung des zweiten Klinkenstützteils 58 angeordnet ist. Das zweite Klinkenstützteil 58 ist daher mit der Welle 12 derart verbunden, dass es sich nicht drehen kann und sich nicht in eine axiale Richtung bewegen kann.
  • Das zweite Klinkenstützteil 58 hat eine Mehrzahl von (zum Beispiel zwei) zweiten Montageausnehmungen 58d, die an einer Außenumfangsfläche des zweiten Klinkenstützteils 58 angeordnet sind, um in einer Umfangsrichtung voneinander beabstandet zu sein, und die jeweils ausgebildet ist, eine zweite Kupplungsklinke 60 (wird später erklärt) derart zu stützen, dass die zweite Kupplungsklinke 60 frei zwischen einem aufrechten Zustand und einem geneigten Zustand schwenken kann. Das zweite Klinkenstützteil 58 hat auch ein Federeingriffsloch 58e, das in einer Außenumfangsfläche davon zum Halten eines anderen Endes 97b einer ersten Torsionsfeder 97 (wird später beschrieben) des Gangwechselmechanismus 20 ausgebildet ist.
  • Der zweite Freilauf 52 weist ferner eine Mehrzahl von (zum Beispiel zwei) zweiten Kupplungsklinken 60 auf, die in den zweiten Montageaufnehmungen 58d derart montiert sind, dass sie frei zwischen einem aufrechten Zustand und einem geneigten Zustand schwenken können, und zweite Rastzähne 61 auf, die an einer Innenumfangsfläche des ersten Sonnenrads 42 ausgebildet sind und konfiguriert sind, mit der zweiten Kupplungsklinke 60 zu kämmen. Die zweiten Kupplungsklinken 60 sind in Richtung eines aufrechten Zustands, bei dem sie mit den zweiten Rastzähnen 61 kämmen, durch ein zweites Federelement 62 vorgespannt, das auf einer Außenumfangsfläche des zweiten Klinkenstützabschnitts 58 montiert ist.
  • Hauptmerkmale des Gangwechselmechanismus
  • Wie in 3 gezeigt, hat der Gangwechselmechanismus 20 ein bewegliches Element 63, das durch zum Beispiel die Rotation der Abtriebswelle des Motors der Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140 bewegt wird. Der Gangwechselmechanismus 20 umfasst ferner einen ersten Kupplungsmechanismus 64, der ausgebildet ist, den Antreiber 16 und den Steg 40 zwischen einem verbundenen Zustand und einem unverbundenen Zustand als Antwort auf eine Bewegung des beweglichen Elements 63 zu wechseln, ein zweiter Kupplungsmechanismus 66, der ausgebildet ist, das zweite Sonnenrad 44 zwischen einem drehbaren Zustand und einem nicht drehbaren Zustand als Antwort auf eine Bewegung des beweglichen Elements 63 zu wechseln, und einen Betätigungsmechanismus 70, der ausgebildet ist, den ersten Kupplungsmechanismus 64 und den zweiten Kupplungsmechanismus 66 als Antwort auf eine Bewegung des beweglichen Elements 63 zu betätigen.
  • Hauptmerkmal des beweglichen Elements
  • Wie in den 3 und 8 gezeigt, hat das bewegliche Element 63 ein Halteelement 88 (3), das ausgebildet ist, mit der Übertragungsmotoreinheit 140a in Eingriff zu stehen, ein erstes zylindrisches Betätigungsteil 90, das ausgebildet ist, sich in Koordination mit dem Haltekörper 88 zu bewegen, und ein zweites zylindrisches Betätigungsteil 92, das ausgebildet ist, sich in Koordination mit dem ersten zylindrischen Betätigungsteil 90 zu bewegen.
  • Das Halteelement 88 ist drehbar an einer Außenumfangsfläche der Welle 12 derart angeordnet, dass es gegen den drückenden Laufring 23d des Lagers 22b durch die Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a und eine Mutter 160, die auf den ersten Außengewindeabschnitt 24b geschraubt ist, gedrückt wird. Ein Antriebsring (nicht gezeigt) der Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a wird durch das Halteelement 88 gestoppt. Das Halteelement 88 dreht, wenn die Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a betätigt wird. Das Halteelement 88 ist durch die Betätigung der Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a in einer von drei Positionen positioniert, das heißt einer ersten Position, einer zweiten Position oder einer dritten Position. Hiernach wir die erste Position „hohe Gangposition“, die zweite Position „mittlere Gangposition“ und die dritte Position „niedrige Gangposition“ genannt. Zum Beispiel wird das Halteelement 88 in die niedrige Gangposition gedreht, wenn ein Gangwechsler (nicht in den Zeichnungen gezeigt), der an der Lenkstange montiert ist, derart betätigt wird, dass ein Befehl, der den niedrigeren Gang anzeigt, ausgegeben wird, und das Halteelement 88 wird zu der hohen Gangposition gedreht, wenn der Gangschalter (nicht gezeigt) derart betätigt wird, dass ein den hohen Gang anzeigender Befehl ausgegeben wird.
  • Das erste zylindrische Betätigungsteil 90 ist drehbar auf einer Außenumfangsfläche der Welle 12 montiert. Wie in 8 gezeigt, hat das erste zylindrische Betätigungsteil 90 ein Paar von kreisförmigen, bogenförmigen Eingriffsvorsprüngen 90a, die ausgebildet sind, sich in eine axiale Richtung von einem Ende (rechtes Ende in 8) zu erstrecken und in das Halteelement 88 einzugreifen. Ein Haltebereich 90c mit einer leicht kürzeren Abmessung in einer Umfangsrichtung, das ausgebildet ist, in das Halteelement 88 einzugreifen, ist an einem Spitzenende jedes der Eingriffsvorsprünge 90a ausgebildet. Die Eingriffsbereiche 90c sind ausgebildet, in eine Innenumfangsfläche des Halteelements 88 derart einzugreifen, dass das erste zylindrische Betätigungsteil 90 in einer der drei vorgenannten Positionen positioniert ist, wenn das Halteelement 88 gedreht wird. Die Eingriffsvorsprünge 90a sind ausgebildet, in das Halteelement 88 einzugreifen, nachdem sie durch eine Durchgangsausnehmung 80b eines Nockenelements 80 hindurchgegangen sind.
  • Ein Paar von ersten Verbindungsstücken 90b, die ausgebildet sind, mit dem zweiten zylindrischen Betätigungsteil 92 verbunden zu sein, ist an dem anderen Ende (linkes Ende in 8) des ersten zylindrischen Betätigungsteils 90 vorgesehen. Ein Spitzenendbereich 90d jedes der ersten Verbindungsstücke 90b hat eine kürzere Abmessung in einer Umfangsrichtung als ein Basisendbereich des gleichen. Ein Federeingriffsloch 90e, das ausgebildet ist, mit einem Ende 90a (rechtes Ende in 7) einer zweiten Torsionsfeder 98 (wird später erklärt) in Eingriff zu stehen, ist an einer Außenumfangsfläche des ersten zylindrischen Betätigungsteils 90 ausgebildet.
  • Ein Paar von kreisförmigen, bogenförmigen zweiten Verbindungsstücken 92a, die ausgebildet sind, mit den ersten Verbindungsstücken 90b des ersten zylindrischen Betätigungsteils 90 in Eingriff zu stehen, ist an einem Ende (rechtes Ende in 8) des zweiten zylindrischen Betätigungsteils 92 vorgesehen. Ein Spitzenendbereich 92b jedes der zweiten Verbindungsstücke 92a hat eine kürzere Abmessung in einer Umfangsrichtung als ein Basisendbereich des gleichen. Wie in 13 gezeigt, können die ersten Verbindungsstücke 90b und die zweiten Verbindungsstücke 92a relativ zueinander um einen vorgeschriebenen Winkel α (zum Beispiel 40°) drehen.
  • Ein Paar von zweiten Steuerabschnitten 85 zum Steuern des zweiten Kupplungsmechanismus 66 ist integral an dem anderen Ende (linkes Ende in 8) des zweiten zylindrischen Betätigungsteils 92 ausgebildet.
  • Hauptmerkmale des ersten Kupplungsmechanismus
  • Wie in den 3, 7 und 8 gezeigt, hat der erste Kupplungsmechanismus 64 einen dritten Freilauf 72, der zwischen dem Antreiber 16 und dem Steg 40 angeordnet ist, und einen ersten Steuerabschnitt 73, der ausgebildet ist, den dritten Freilauf 72 in einen verbundenen Zustand oder einen unverbundenen Zustand zu steuern.
  • Der dritte Freilauf 72 ist ausgebildet, eine Drehung von dem Antreiber 16 auf den Steg 40 lediglich in der Vorwärtsbewegungsrichtung, die durch den Pfeil C angedeutet ist, zu übertragen. Wie in 7 gezeigt, weist der dritte Freilauf 72 dritte Kupplungsklinken 74, die in einer Mehrzahl von (zum Beispiel zwei) dritten Montageausnehmungen 16b montiert sind, die an einer Innenumfangsfläche des Antreibers 16 ausgebildet sind, und die dritten Rastzähne 75 auf, die an einer Außenumfangsfläche eines Endes (rechtes Ende in 3) des Stegs 40 ausgebildet sind, und konfiguriert sind, mit den dritten Kupplungsklinken 74 zu kämmen. Die dritten Kupplungsklinken 74 sind in den vierten Montageausnehmungen 16b derart montiert, dass sie frei zwischen einem aufrechten Zustand und einem geneigten Zustand schwenken können. Die dritten Kupplungsklinken 74 sind durch ein drittes Federelement 76, das an einer Innenumfangsfläche des Antriebskörpers 16 angebracht ist, in Richtung einer aufrechten Position derart vorgespannt, dass sie mit den dritten Rastzähnen 75 kämmen.
  • Wie in 8 gezeigt, hat der erste Steuerabschnitt 73 ein Nockenelement 80, das nicht drehbar mit der Welle 12 verbunden ist, und ein Nockenlagerelement 81, das drehbar an der Welle 12 angeordnet ist.
  • Das Nockenelement 80 hat im Allgemeinen die Form eines am Boden abgeflachten Zylinders, und ein Eingriffsvorsprung 80a zum Eingreifen in die Rotationsverhinderungsfuge 27a der Welle 12 ist an einer Innenumfangsfläche des Nockenelements 80 vorgesehen. Das Nockenelement 80 hat auch kreisförmige, bogenförmige Durchgangsausnehmungen 80b, die in dessen Innenumfangsfläche ausgebildet sind, um zu erlauben, dass die Eingriffsvorsprünge 90a des ersten zylindrischen Betätigungsteils 90 hindurchgehen können. Die Durchgangsausnehmungen 80b sind ausgebildet, eine längere Abmessung in einer Umfangsrichtung als die Eingriffsvorsprünge 90a zu haben, so dass das erste zylindrische Betätigungsteil 90 sich innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs (zum Beispiel 40°) drehen kann. Ein Paar von abgewinkelten Nocken 80c, die ausgebildet sind, mit dem Nockenlagerelement 81 in Eingriff zu stehen, ist an einer Endfläche eines zylindrischen Bereichs des Nockenelements 80 ausgebildet. Die abgewinkelten Nocken 80c umfassen jeweils eine abgewinkelte Fläche, die ausgebildet ist, entlang einer Umfangsrichtung geneigt zu sein.
  • Wie in den 9 und 10 gezeigt, ist das Nockenlagerelement 81 ein ringförmiges Element mit einem Paar von Nockenlagerpins 81a, die angeordnet und ausgebildet sind, mit den abgewinkelten Nocken 80c in Eingriff zu stehen. Die Nockenlagerpins 81a sind an einer Innenumfangsfläche des Nockenlagerelements 81 ausgebildet und sind angeordnet, in einer radial nach innen weisenden Richtung vorzustehen. Eine Mehrzahl von (zum Beispiel acht) Steuerflächen 81b sind an einer Endfläche (die Endfläche, die in 8 abgewandt ist) des Nockenlagerelements 81 ausgebildet. Die Steuerflächen 81b dienen dazu, die dritten Kupplungsklinken 74 zwischen einem aufrechten Zustand, in dem sie mit den dritten Rastzähnen 75 in Eingriff stehen, und einem geneigten Zustand zu wechseln, in dem sie von den dritten Rastzähnen 75 getrennt sind. Die Steuerflächen 81b sind voneinander entlang einer Umfangsrichtung beabstandet und haben jeweils eine Nockenfläche, die entlang einer radialen Richtung und einer Umfangsrichtung geneigt ist.
  • Wie in 3 gezeigt, ist das Nockenlagerelement 81 in eine axiale, nach außen weisende Richtung (nach rechts in 3) durch eine Spulenfeder 83, die zwischen dem Nockenlagerelement 81 und dem Steg 40 angeordnet ist, vorgespannt. Wenn ein Drehelement 94 (wird später beschrieben) des Betätigungsmechanismus 70 in eine Richtung dreht, die von der Ansicht von 8 im Uhrzeigersinn liegt, stehen die Nockenlagerpins 81a des Nockenlagerelements 81 mit den geneigten Nocken 80c des Nockenelements 80 in Eingriff und das Nockenlagerelement 81 bewegt sich in eine axiale, nach innen weisende Richtung (nach links in 3) gegen die Federkraft der Spulenfeder 83. Die axial nach innen weisende Bewegung des Nockenlagerelements 81 bewirkt, dass die Steuerflächen 81 die dritten Kupplungsklinken 74 von einer aufrechten Orientierung in eine geneigte Orientierung drücken. Als Folge wird der dritte Freilauf 72 in einen unverbundenen Zustand gebracht. In der Zwischenzeit kehrt der dritte Freilauf 72 in einen verbundenen Zustand zurück, wenn das Drehelement 94 gegen den Uhrzeigersinn in der Perspektive von 8 dreht.
  • Hauptmerkmale des zweiten Kupplungsmechanismus
  • Wie in 11 und 12 gezeigt, hat der zweite Kupplungsmechanismus 66 einen vierten Freilauf 84, der zwischen der Welle 12 und dem zweiten Sonnenrad 44 angeordnet ist, und einen zweiten Steuerabschnitt 85, der den vierten Freilauf 84 in einen verbundenen Zustand oder einen unverbundenen Zustand steuert.
  • Wenn der vierte Freilauf 84, wie in 11 gezeigt, in dem verbundenen Zustand ist, wird das zweite Sonnenrad 44 an einer Rotation in einer Vorwärtsbewegungsrichtung, die durch einen Pfeil D angedeutet wird, gehindert. Der vierte Freilauf 84 umfasst vierte Kupplungsklinken 86 und erste Vorsprünge 28. Die vierten Kupplungsklinken 86 sind in einer Mehrzahl von (zum Beispiel zwei) vierten Montageausnehmungen 44a montiert, die in einer Innenumfangsfläche des zweiten Sonnenrads 44 derart ausgebildet sind, dass die vierten Kupplungsklinken 86 frei zwischen einem aufrechten Zustand und einem geneigten Zustand schwenken können, und die ersten Vorsprünge 28 sind an einer Außenumfangsfläche der Welle 12 ausgebildet und konfiguriert, mit den vierten Kupplungsklinken 86 zu kämmen. Die vierten Kupplungsklinken 86 sind durch ein viertes Federelement 87, das auf eine Innenumfangsfläche des zweiten Sonnenrads 44 montiert ist, in Richtung eines aufrechten Zustands vorgespannt, bei dem sie mit den ersten Vorsprüngen 28 kämmen.
  • Der zweite Steuerabschnitt 85 umfasst ein Paar von Elementen, wobei jedes einen kreisförmigen, bogenförmigen Querschnitt hat und als ein integraler Bereich des zweiten zylindrischen Betätigungsteils 92 ausgebildet ist. Der zweite Steuerabschnitt 85 ist in enger Nähe zu einer rechten Seitenfläche (3) der ersten Vorsprünge 28 der Welle 12 angeordnet. Wenn das zweite zylindrische Betätigungsteil 92 um die Welle 12 dreht, dreht der zweite Steuerabschnitt 85 zwischen einer in 11 gezeigten Verbindungsposition und einer in 12 gezeigten Nicht-Verbindungsposition. Wenn der zweite Steuerabschnitt 85 in der Nicht-Verbindungsposition ist, werden die vierten Kupplungsklinken 86 derart in eine geneigte Orientierung gedrückt, dass der vierte Freilauf 84 nicht verbunden ist und dass sich das zweite Sonnenrad 44 in der Vorwärtsbewegungsrichtung drehen kann.
  • Hauptmerkmale des Betätigungsmechanismus
  • Wie in 3 und 8 gezeigt, umfasst der Betätigungsmechanismus 70 ein Drehelement 94, das ausgebildet ist, sich in Koordination mit dem zweiten zylindrischen Betätigungsteil 92 zu drehen, und ein Rückkehrelement 96, das ausgebildet ist, sich in Koordination mit dem zweiten zylindrischen Betätigungsteil 92 zu drehen. Der Betätigungsmechanismus 70 hat auch eine erste Torsionsfeder 97 und eine zweite Torsionsfeder 98.
  • Das Drehelement 94 ist ein kreisförmiges, scheibenförmiges Element, das durch Pressformen eines metallischen, plattenartigen Materials hergestellt wird. Das Drehelement 94 dient dazu, das Nockenlagerelement 81 als Antwort auf eine Drehung des Halteelements 88 zu drehen. Das Drehelement 94 hat einen Hauptkörperabschnitt 94a, der im Allgemeinen wie eine Unterlegscheibe geformt ist, und ein Paar von Eingriffsstücken 94b, die an im Wesentlichen entgegen gesetzten Seiten eines Außenumfangs des Hauptkörperabschnitts 94a angeordnet sind und unter 90°-Winkeln umgebogen sind. Erste Eingriffsausnehmungen 94c, die ausgebildet sind, mit den Spitzendbereichen 90d der ersten Verbindungsstücke 90b des ersten zylindrischen Betätigungsteils 90 in Eingriff zu stehen, und zweite Eingriffsausnehmungen 94d, die ausgebildet sind, mit den Spitzendbereichen 92b der zweiten Verbindungsstücke 92a des zweiten zylindrischen Betätigungsteils 92 in Eingriff zu stehen, sind in einer Innenumfangsfläche des Hauptkörperabschnitts 94a ausgebildet. Halteschlitze 94c, die ausgebildet sind, die Nockenlagerpins 81a des Nockenlagerelements 81 derart zu halten, dass die Nockenlagerpins 81a sich frei in der axialen Richtung bewegen können, sind in mittleren Bereichen der Eingriffsstücke 94b ausgebildet. Eines der Eingriffsstücke 94b hat ein Federeingriffsloch 94f, das ausgebildet ist, mit dem anderen Ende 98b der zweiten Torsionsfeder 98 in Eingriff zu stehen.
  • Das Rückkehrelement 96 ist ein kreisförmiges, scheibenartiges Element, das durch Pressformen eines metallischen, plattenartigen Materials hergestellt wird. Das Rückkehrelement 96 dient dazu, eine Federkraft der ersten Torsionsfeder 97 auf das erste und zweite zylindrische Betätigungsteil 90 und 92 derart zu übertragen, dass das erste und zweite zylindrische Betätigungsteil 90 und 92 sich entgegen dem Uhrzeigersinn in der Perspektive von 8 drehen. Erste Eingriffsausnehmungen 96a, die ausgebildet sind, mit den Spitzenendbereichen 90d der ersten Verbindungsstücke 90b des ersten zylindrischen Betätigungsteils 90 in Eingriff zu stehen, und zweite Eingriffsausnehmungen 96b, die ausgebildet sind, mit den Spitzenendbereichen 92b der zweiten Verbindungsstücke 92a des zweiten zylindrischen Betätigungsteils 92 in Verbindung zu stehen, sind in einem Innenumfangsbereich des Rückkehrelements 96 ausgebildet. Ein Federeingriffsloch 96c, das ausgebildet ist, ein Ende 97a (rechtes Ende in 8) der ersten Torsionsfeder 97 zu halten, ist in einem Seitenbereich des Rückkehrelements 96 ausgebildet.
  • Die erste Torsionsfeder 97 ist zum Beispiel eine Spulenfeder und wirkt als eine Rückkehrfeder für das erste und zweite zylindrische Betätigungsteil 90 und 92. Das heißt, wenn die Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a das Halteelement 88 von der hohen Gangposition zu einer mittleren Gangposition oder von einer mittleren Gangposition zu einer niedrigen Gangposition bewegt, werden das erste und zweite zylindrische Betätigungsteil 90 und 92 und das Halteelement entgegen dem Uhrzeigersinn in einer Perspektive von 8 gedreht. Wie zuvor erklärt, wird ein Ende 97a der ersten Torsionsfeder 97 durch das Rückkehrelement 96 gehalten und das andere Ende 97b wird durch das zweite Klinkenstützteil 58 gehalten, das nicht drehbar mit Bezug auf die Welle 12 angeordnet ist, gehalten.
  • Die zweite Torsionsfeder 98 ist zum Beispiel eine Spulenfeder und bewirkt, dass das erste zylindrische Betätigungsteil 90 und das zweite zylindrische Betätigungsteil 92 eine Bewegung in einer koordinierten Art und Weise verursachen. Insbesondere, wenn der dritte Freilauf 72 oder der vierte Freilauf 82 in einem kraftübertragenden Zustand sind und nicht in einen nicht verbundenen Zustand geändert (betätigt) werden können, dient die zweite Torsionsfeder 98 dazu, das zweite zylindrische Betätigungsteil 92 zu drehen, nachdem der kraftübertragende Zustand gelöst wurde. Die zweite Torsionsfeder 98 ist an einem Ende 98a, das durch das erste zylindrische Betätigungsteil 90 gehalten wird, und an dem anderen Ende angeordnet, das durch das Drehelement 94 gehalten wird. Eine Drehung des ersten zylindrischen Betätigungsteils 90 wird auf den zweiten zylindrischen Betätigungszylinder 92 durch die zweite Torsionsfeder 98 und das Drehelement 94 übertragen.
  • Betätigung des Gangwechselmechanismus
  • Die Betätigung des Gangwechselmechanismus 20 als Antwort auf eine Betätigung der Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a wird nun erklärt.
  • Wenn das Halteelement 88 in der hohen Gangposition durch die Betätigung der Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a positioniert ist, trennt sich das Nockenlagerelement 81 des ersten Steuerabschnitts 73 von den dritten Kupplungsklinken 74 des dritten Freilaufs in dem ersten Kupplungsmechanismus 64. Folglich ist der dritte Freilauf in einem verbundenen Zustand und überträgt die Drehung des Antreibers 16 auf den Steg 40. Daher wird der Planetengetriebemechanismus 32 nicht betrieben und die Rotation des Antreibers 16 wird direkt auf das Abtriebsteil 14 durch den Steg 44 und den Freilauf 50 übertragen. Dann wird die Rotation des Antreibers 16 letztendlich auf das dritte Zahnrad 142 übertragen. Der Pfad, auf dem ein Drehmoment von dem Antreiber 16 über den Steg 40 auf das Abtriebsteil 14 übertragen wird, ist ein Gleichgeschwindigkeitsübertragungspfad, bei dem die Funktion des Planetengetriebemechanismus 32 nicht verwendet wird.
  • Wenn das Halteelement 88 von der hohen Gangposition zu der mittleren Gangposition durch die Betätigung der Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a bewegt wird, dreht das Halteelement 88 und verursacht, dass sich das erste zylindrische Betätigungsteil 90 entgegen dem Uhrzeigersinn in einer Perspektive von 8 dreht. Als Folge dreht sich in dem ersten Kupplungsmechanismus 64 das Nockenlagerelement 81 des ersten Steuerabschnitts 73 im Uhrzeigersinn in einer Perspektive von 8 und bewegt sich in einer Perspektive von 3 nach links, um so die dritten Kupplungsklinken 74 des dritten Freilaufs 72 in einen geneigten Zustand zu drücken. Allerdings, wenn ein Fahrer in die Pedale 100 tritt, kann das Nockenlagerelement 81 nicht gegen die dritten Kupplungsklinken 74 des dritten Freilaufs 72 drücken, weil die dritten Kupplungsklinken 74 in einem kraftübertragenden Zustand sind. Daher drehen sich, sogar falls sich das erste zylindrische Betätigungsteil 90 dreht, das Drehelement 94 und das zweite zylindrische Betätigungsteil 92 nicht, und die zweite Torsionsfeder 98 biegt sich und speichert die Kraft. Von diesem Zustand, falls der Fahrer aufhört, in die Pedale 100 zu treten, wird dann die Federkraft der zweiten Torsionsfeder 98 verursachen, dass sich das Drehelement 94 und das zweite zylindrische Betätigungsteil 92 im Uhrzeigersinn drehen. Als Folge wird das erste Kupplungselement in einen nicht verbundenen (gelösten) Zustand gebracht und der Planetengetriebemechanismus 32 wird durch das an dem Antreiber 16 vorgesehene Hohlrad 34 betrieben.
  • In der mittleren Gangposition ist der zweite Kupplungsmechanismus 66 in dem in 11 gezeigten verbundenen Zustand. Folglich wird das zweite Sonnenrad 44 von einer Drehung in eine umgekehrte Richtung gehindert und das zweite Sonnenrad 44 dreht sich nicht, wenn sich das Hohlrad 34 in eine Vorwärtsbewegungsrichtung dreht. Daher wird die Geschwindigkeit der Drehung des Antreibers gemäß einem Übersetzungsverhältnis, das durch das Ineinandergreifen der zweiten Planetenräder 38 mit dem zweiten Sonnenrad 44 bestimmt, reduziert, bevor die Rotation auf den Steg 40 in der Vorwärtsbewegungsrichtung übertragen wird. Die Rotation des Stegs 40 wird durch den Freilauf 50 auf das Abtriebsteil 14 übertragen. Als Folge wird die Geschwindigkeit der Rotation des Abtriebsteils 14 im Vergleich mit der höheren Gangposition reduziert. In der Zwischenzeit, wenn ein Fahrer nicht in die Pedale 111 tritt, drehen sich das Drehelement 94 und das zweite zylindrische Betätigungsteil 92 in Koordination mit dem ersten zylindrischen Betätigungsteil 90.
  • Ein Pfad, bei dem die Geschwindigkeit der Rotation des Antreibers 16 reduziert wird, da dieser durch das zweite Planetenrad 38 und das zweite Sonnenrad 44 auf den Steg 40 übertragen wird, ist ein Geschwindigkeitsreduktionsübertragungspfad mit dem höheren Übersetzungsverhältnis zwischen zwei Geschwindigkeitsreduktionsübertragungspfaden.
  • Wenn die Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a das Halteelement 88 von der mittleren Gangsposition in die niedrige Gangposition bewegt, bleiben das Abtriebsteil und der erste Kupplungsmechanismus 64 in einem verbundenen Zustand. In der Zwischenzeit überlappt in dem zweiten Kupplungsmechanismus 66 der zweite Steuerabschnitt 85 die ersten Vorsprünge 28 der Welle 12 in einer Drehrichtung, wie dies in den 12 und 15 gezeigt ist. Folglich können die vierten Kupplungsklinken 86 nicht mit den ersten Vorsprüngen 28 kämmen und der zweite Kupplungsmechanismus 66 ist in einem nicht verbundenen Zustand. Daher kann sich das zweite Sonnenrad 44 in jede Richtung drehen und hört auf, als ein Sonnenrad zu funktionieren. Als Folge wird die Drehung des Antreibers 16 gemäß einem Übersetzungsverhältnis reduziert, das durch das Kämmen der ersten Planetenräder 36 mit den ersten Sonnenrädern 72 bestimmt wird, bevor es auf den Steg 40 in der Vorwärtsbewegungsrichtung übertragen wird. Die Geschwindigkeit der auf den Steg 40 übertragenen Drehung wird bei der niedrigen Gangsposition sogar mehr als bei der mittleren Gangposition reduziert, da das erste Sonnenrad 42 eine größere Anzahl an Zähnen als das zweite Sonnenrad 44 hat.
  • Ein Pfad, bei dem die Geschwindigkeit der Drehung des Antreibers 16 reduziert wird, wenn es auf den Steg 40 über das erste Planetenrad 36 und das erste Sonnenrad 42 übertragen wird, ist ein Geschwindigkeitsreduktionsübertragungspfad mit dem niedrigeren Übersetzungsverhältnis zwischen den zwei Geschwindigkeitsreduktionsübertragungspfaden.
  • In der Zwischenzeit, wenn die Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a betätigt wird, um das Halteelement 88 von der niedrigen Gangposition zu der hohen Gangposition zu bewegen, wird eine Federkraft der ersten Torsionsfeder 97 auf das zweite zylindrische Betätigungsteil 92 durch das Rückkehrelement 96 übertragen, und das zweite zylindrische Betätigungsteil 92 dreht im Uhrzeigersinn in einer Perspektive von 8. Als Antwort drehen sich das erste zylindrische Betätigungsteil 90 und das Drehelement 94 entgegen dem Uhrzeigersinn in einer Perspektive von 8, und der Gangwechselmechanismus 20 schaltet in Richtung einer höheren Gangposition.
  • Drehmomentkombinierelement
  • Das Drehmomentkombinierelement 131 ist an dem anderen Ende der Kurbelachse 102 vorgesehen. Das Drehmomentkombinierelement 131 ist ringförmig geformt und hat einen ersten ringförmigen Bereich, der sich entlang der Kurbelachse 102 erstreckt, und einen zweiten ringförmigen Bereich, der sich in einer radialen Richtung relativ zu der Kurbelachse 102 von einem Endbereich des ersten ringförmigen Bereichs erstreckt. Der zweite ringförmige Bereich ist an dem Endbereich des ersten ringförmigen Bereichs angeordnet, der näher an dem Motor ist. Ein äußerer Umfangsbereich des Drehmomentkombinierelements 131 hat ein gezahntes Rad 131a. Das gezahnte Rad 131a ist an einem Außenumfangsbereich des zweiten ringförmigen Bereichs ausgebildet. Ein äußerer Umfangsbereich des Drehmomentkombinierelements 131 kämmt mit dem dritten Zahnrad 142. Ein innerer Umfangsbereich des Drehmomentkombinierelements 131 ist mit dem Drehmomentsübertragungselement 130 durch den Freilauf 132 verbunden. Eine Kupplungsfuge des Freilaufs 132 ist an einem inneren Umfangsbereich des ersten ringförmigen Bereichs ausgebildet. Das Drehmomentkombinierelement 131 ist auch mit einem Rotationsstützabschnitt 133 versehen, der eine Rotation des Drehmomentübertragungselements 130 stützt. Der Rotationsstützabschnitt 133 ist an dem zweiten ringförmigen Bereich vorgesehen. Das Lager 113 ist an einem Innenumfangsbereich des Drehmomentkombinierelements 131 vorgesehen und das Drehmomentkombinierelement 131 stützt drehbar die Kurbelachse 102. Das Lager 113 ist an einem Innenumfangsbereich des ersten ringförmigen Bereichs vorgesehen. Ein Lager 134 ist an einem Außenumfangsbereich des Drehmomentkombinierelements 131 vorgesehen und das Drehmomentkombinierelement 131 ist drehbar durch das Gehäuse 111 gestützt. Das Lager 134 ist an einem Außenumfangsbereich des ersten ringförmigen Bereichs vorgesehen. Das Lager 113 und der Freilauf 132 sind nah zueinander benachbart, wobei der erste ringförmige Bereich dazwischen angeordnet ist. Das Kettenrad 103 ist an dem Drehmomentkombinierelement 131 derart angebracht, dass es sich als eine integrale Einheit mit dem Drehmomentkombinierelement 131 drehen kann. Ein Endbereich des Drehmomentkombinierelements 131 (Endbereich des ersten ringförmigen Bereichs) steht durch das Loch 111a auf die Außenseite des Gehäuses 111 vor. Das Kettenrad 103 ist abnehmbar an dem Endbereich des ersten ringförmigen Bereichs des Drehmomentkombinierelements 131 mit zum Beispiel einem Bolzen angebracht.
  • Betrieb der Antriebseinheit
  • Der Betrieb der Antriebseinheit wird nun beschrieben. Ein Drehmoment, das von einer Tretkraft eines Fahrers resultiert, wird wie folgt durch den Übertragungsmechanismus übertragen: Kurbel 101 → Kurbelachse 102 → erstes Zahnrad 114 → zweites Zahnrad 141 → Übertragungsmechanismushauptkörper 140b → drittes Zahnrad 142 → Drehmomentkombinierelement 131. In der Zwischenzeit wird ein Abtriebsdrehmoment von dem Motor wie folgt übertragen: Untersetzungsmechanismus 125 → Drehmomentübertragungselement 130 → Freilauf 132 → Drehmomentkombinierelement 131. Das Drehmomentkombinierelement 131 kombiniert die zwei Drehmomente und überträgt das kombinierte Drehmoment auf das Kettenrad 103. Auf diesem Weg wird die Motorunterstützung erreicht.
  • Wirkungen der ersten Ausführungsform
  • Die Wirkungen dieser Ausführungsform werden nun erklärt. Da die Antriebseinheit gemäß dieser Ausführungsform derart ausgebildet ist, dass die Kurbelachse und die Abtriebsachse des Unterstützungsmotors koaxial sind, ist es möglich, eine leichtgewichtige und kompakte Antriebseinheit zu verwirklichen, die sowohl einen Übertragungsmechanismus und einen Motor zum unterstützten Fahren hat.
  • Ebenso, da das Abtriebsdrehmoment des Motors nicht als ein Antriebsdrehmoment des Übertragungsmechanismus übertragen wird, kann ein Fahrer sanft die Gänge wechseln, sogar falls der Übertragungsmechanismus einen Planetengetriebemechanismus ähnlich einem inneren Übertragungsmechanismus hat. Ebenso, da der Übertragungsmechanismus eine Mehrzahl von selektiv einzustellenden Übersetzungsverhältnissen ermöglicht, kann der von dem Motor bereitgestellte Unterstützungsantrieb effizient genutzt werden.
  • Bei dem Übertragungsmechanismus 140 gemäß der Ausführungsform werden die Geschwindigkeitsreduktionsübertragungspfade des Planetengetriebemechanismus 32 mit Bezug auf die höchste Gangposition nicht verwendet, die mit einer vergleichsweise hohen Frequenz in einem typischen unterstützten Fahrrad verwendet wird. Folglich wird der strukturell komplexe Planetengetriebemechanismus weniger oft verwendet und der Übertragungsmechanismus 140 kann eine längere Lebensdauer überstehen.
  • Obwohl in dieser Ausführungsform der Übertragungsmechanismus derart ausgebildet ist, dass das Halteelement 88, das erste zylindrische Betätigungsteil und das zweite zylindrische Betätigungsteil um die Welle drehen, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Konfiguration begrenzt. Zum Beispiel kann eine Antriebseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Verwendung eines Übertragungsmechanismus ähnlich einem Innengetriebenabenmechanismus mit einem Umlenkhebel (oder Kniehebel oder Dreibinder) und einer Schubstange, die in einer axialen Richtung des Umlenkhebels bewegt wird, realisiert werden. 14 zeigt ein Beispiel, bei dem ein solcher Übertragungsmechanismus verwendet wird. Der Übertragungshauptkörper 140b, der in 14 offenbart ist, ist eine Innengetriebenabe, die in der japanischen Patentpublikation Nr. 342559 offenbart ist. Dieses Getriebe 140 hat auch eine Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a und einen Schaltbefehlsmechanismus 140c, der einen Umlenkhebel aufweist und gemäß einem Befehl von einem Gangschalter (nicht gezeigt in den Zeichnungen), der an einer Lenkstange angebracht ist, betätigt wird. Der Übertragungshauptkörper 140b weist eine Schubstange (nicht gezeigt) auf, die in einer axialen Richtung durch den Umlenkhebel bewegt wird.
  • Obwohl der Übertragungsmechanismus 140 der zuvor erklärten Ausführungsform ein Dreigangmechanismus ist, ist der Übertragungsmechanismus 140 nicht auf eine Dreigangstruktur begrenzt. Zum Beispiel ist es akzeptabel, dass der Übertragungsmechanismus 140 fünf Gänge, sieben Gänge, acht Gänge, elf Gänge oder eine andere Anzahl von Gängen hat. Die in den 15, 16, 17 und 18 gezeigten Übertragungsmechanismen haben jeweils fünf Gänge, sieben Gänge, acht Gänge bzw. elf Gänge. Teile, die den Teilen des in 2 gezeigten Übertragungsmechanismus entsprechen, werden durch die gleichen Bezugszeichen in den 15, 16, 17 und 18 bezeichnet.
  • Jeder der Übertragungsmechanismushauptkörper 140b, der fünf Gänge, sieben Gänge, acht Gänge oder elf Gänge hat, ist identisch zu dem Übertragungsmechanismus, der in der japanischen Patentpublikation Nr. 4564978 , der japanischen Patentpublikation Nr. 3184230 , der japanischen Patentpublikation Nr. 3654845 bzw. in der japanischen Patentpublikation Nr. 4705131 offenbart ist. Es sollte einem Fachmann offensichtlich sein, dass jede dieser Konfigurationen dieselben Wirkungen wie die erste Ausführung aufweist. Des Weiteren ist der Übertragungsmechanismus nicht auf diese Konfigurationen begrenzt und jeder Übertragungsmechanismus ist akzeptabel, solange er einen abgestuften (Untersetzungs-)Getriebemechanismus oder einen aufgestuften Getriebemechanismus aufweist.
  • In der Ausführungsform und dessen dazu erklärten Variationen wird ein Drehmoment von der Kurbelachse auf den Übertragungsmechanismus 140 übertragen und ein Drehmoment von dem Übertragungsmechanismus 140 wird auf das Drehmomentkombinierelement 131 unter Verwendung von Zahnrädern übertragen. Allerdings ist es akzeptabel, dass diese Übertragungen des Drehmoments unter Verwendung eines Riemens oder einer Kette erreicht werden.
  • Obwohl der zuvor beschriebene Kupplungsmechanismus ein erstes Zahnrad 114 und ein zweites Zahnrad 141 umfasst, ist es auch akzeptabel, drei oder mehr Zahnräder zu verwenden, um eine Antriebskraft von der Kurbelachse 102 auf den Übertragungsmechanismus 140 zu übertragen. Es ist auch akzeptabel, eine Mehrzahl von Zahnrädern zwischen dem Abtriebsteil 14 des Übertragungsmechanismus und dem Drehmomentkombinierelement 131 vorzusehen, um die Antriebskraft zu übertragen.
  • Anstelle einer Vielgangschrittübertragung ist es auch akzeptabel, dass der Übertragungsmechanismushauptkörper 140b eine kontinuierlich variable Übertragung ist. Zusätzlich ist es auch akzeptabel, dass der Unterstützmotor 120 ein Bürstenmotor oder ein bürstenloser Motor ist. Falls der Unterstützungsmotor 120 bei einer niedrigen Geschwindigkeit betrieben werden kann, ist es dann auch akzeptabel, den Untersetzungsmechanismus 125 wegzulassen. In einem solchen Fall würde der Motorabtrieb auf den Freilauf 132, ohne dass die Drehgeschwindigkeit abgestuft und aufgestuft wird, übertragen.
  • Obwohl in der zuvor erklärten Ausführungsform die Gänge manuell geändert werden, ist es auch akzeptabel, dass die Gänge automatisch geschaltet werden. In einem solchen Fall ist ein Geschwindigkeitssensor zum Detektieren einer Geschwindigkeit des Fahrrads vorgesehen und der Übertragungsmechanismus 140 wird durch Steuern der Übertragungsmechanismusmotoreinheit 140a auf Grundlage der Ausgabe des Geschwindigkeitssensors und der Ausgabe von einer Drehmomentdetektiereinrichtung geschaltet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Antriebseinheit
    12
    Welle
    14
    Abtriebsteil
    16
    Antreiber
    18
    Rotationsübertragungsmechanismus
    20
    Gangwechselmechanismus
    32
    Planetengetriebemechanismus
    34
    Hohlrad
    36
    erstes Planetenrad
    38
    zweites Planetenrad
    40
    Steg
    42
    erstes Sonnenrad
    44
    zweites Sonnenrad
    50
    erster Freilauf
    52
    zweiter Freilauf
    64
    erster Kupplungsmechanismus
    66
    zweiter Kupplungsmechanismus
    70
    Betätigungsmechanismus
    100
    Pedal
    101
    Kurbel
    102
    Kurbelachse
    103
    Kettenrad
    104
    Kette
    105
    Hinterkettenrad
    106
    Hinterradachse
    111
    Gehäuse
    112
    Lager
    113
    Lager
    114
    erstes Zahnrad
    120
    Motor
    121
    Stator
    122
    Montageteil
    123
    Rotor
    124a, 124b
    Lager
    125
    Untersetzungsmechanismus
    126
    Planetengetriebemechanismus
    130
    Drehmomentübertragungselement
    131
    Drehmomentkombinierelement
    132
    Freilauf
    133
    Rotationsstützabschnitt
    134
    Lager
    140
    Übertragungsmechanismus
    141
    zweites Zahnrad
    142
    drittes Zahnrad
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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    • JP 4705131 [0095]

Claims (19)

  1. Fahrradantriebseinheit, umfassend einen Motor, der ein Loch aufweist, in welchem eine Kurbelachse angeordnet werden kann, einen Übertragungsmechanismus, der eine Mehrzahl von auswählbaren Übersetzungsverhältnissen hat, und ein Abtriebsteil, das einen Abtrieb der Übertragungsmechanismus und einen Abtrieb des Motors zusammen addiert.
  2. Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 1, wobei eine Drehachse der Kurbelachse und eine Drehachse des Motors miteinander übereinstimmen.
  3. Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend die Kurbelachse.
  4. Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Kettenrad mit dem Abtriebsteil verbunden ist.
  5. Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abtrieb des Motors auf das Abtriebsteil durch einen Freilauf übertragbar ist.
  6. Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Untersetzungsmechanismus ferner vorgesehen ist und der Abtrieb des Motors auf das Abtriebsteil durch den Untersetzungsmechanismus übertragbar ist.
  7. Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Untersetzungsmechanismus ferner vorgesehen ist, der Abtrieb des Motors in den Übersetzungsmechanismus einbringbar ist und der Abtrieb des Untersetzungsmechanismus auf das Abtriebsteil über einen Freilauf übertragbar ist.
  8. Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kurbelachse mit einem Antriebsabschnitt des Übertragungsmechanismus verbunden ist.
  9. Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Übertragungsmechanismus einen Planetengetriebemechanismus aufweist.
  10. Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Planetengetriebemechanismus einen Steg aufweist, der ein Planetenrad umfasst, und der Steg das Abtriebsteil stützt.
  11. Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiter umfassend eine erste Drehachse, um die sich die Kurbelachse und der Motor drehen, und eine zweite Drehachse, um die sich der Übertragungsmechanismus dreht.
  12. Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 11, wobei sich der Antriebsabschnitt und das Abtriebsteil des Übertragungsmechanismus um die zweite Drehachse drehen.
  13. Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Abtriebsteil an einer Seite des Motors entlang der Richtung der Drehachse des Motors angeordnet ist und ein Kopplungsmechanismus zum Koppeln der Kurbelachse und des Übertragungsmechanismus zusammen an der anderen Seite des Motors entlang der Richtung der Drehachse des Motors angeordnet ist.
  14. Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 13, wobei der Kopplungsmechanismus ein Zahnrad aufweist.
  15. Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 14, wobei der Antriebsabschnitt des Übertragungsmechanismus ein Zahnrad aufweist und das Zahnrad des Antriebsabschnitts mit dem Zahnrad des Kopplungsmechanismus kämmt.
  16. Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Drehachse des Abtriebsteils und die Drehachse der Kurbelachse miteinander übereinstimmen.
  17. Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Abtriebsteil einen ersten Anschlussabschnitt, bei dem das Abtriebsteil an das Abtriebsteil des Übertragungsmechanismus angeschlossen ist, und einen zweiten Anschlussabschnitt aufweist, bei dem das Abtriebsteil an den Motor angeschlossen ist.
  18. Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 17, wobei der erste Anschlussabschnitt ein außenverzahntes Zahnrad aufweist.
  19. Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 17, wobei der zweite Anschlussabschnitt ein innenverzahntes Zahnrad aufweist.
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