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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung 2015-063155 , eingereicht am 25. März 2015. Die Gesamtoffenbarung der japanischen Patentanmeldung 2015-063155 ist hiermit durch Bezugnahme hierin vollständig aufgenommen.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrradantriebseinheit.
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Eine Fahrradantriebseinheit ist in der japanischen Patentanmeldung
JP 5,523,636 beschrieben, die einen Übertragungsmechanismus, welcher die Geschwindigkeit einer Dreheingabe an eine Kurbelwelle reduzieren kann und diese Drehung an einen Ausgangspart ausgeben kann, sowie einen Schaltmechanismus zum Schalten zwischen einem Zustand, in welchem die Kurbelwelle und der Ausgangspart verbunden sind, und einem Zustand, in welchem die Verbindung zwischen der Kurbelwelle und dem Ausgangspart gelöst bzw. freigegeben ist, umfasst. Wenn der Schaltmechanismus sich einem Zustand befindet, in welchem die Kurbelwelle und der Ausgangspart gelöst sind, wird die Drehung, die an die Kurbelwelle eingegeben wird/ist, durch den Übertragungsmechanismus verlangsamt bzw. abgebremst und an den Ausgangspart ausgegeben. Wenn der Schaltmechanismus sich in einem Zustand befindet, in welchem die Kurbelwelle und der Ausgangspart verbunden sind, wird die Drehung, welche an die Kurbelwelle eingegeben ist/wird, an den Ausgangspart, ohne durch den Übertragungsmechanismus verlangsamt bzw. abgebremst zu werden, ausgegeben. Das heißt, dass die Fahrradantriebseinheit fähig ist, zwei Übersetzungsverhältnisse bei dem Schaltmechanismus zu erzielen.
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Bei dem Übertragungsmechanismus der Fahrradantriebseinheit wie vorstehend beschrieben, je mehr der Betrag des Drehmoments, das auf den Schaltmechanismus aufgebracht wird, verringert wird, umso mehr Schwierigkeiten hat der Schaltmechanismus, die Verbindung zwischen der Kurbelwelle und dem Ausgangspart zu lösen bzw. freizugeben. Aus diesem Grund nimmt die Übertragungsleistung ab.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrradantriebseinheit bereitzustellen, die dazu fähig ist, die Schaltleistung zu verbessern.
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Die Fahrradantriebseinheit nach der vorliegenden Erfindung umfasst einen Übertragungsmechanismus, der zumindest zwei Schaltstufen aufweist, und der eine Geschwindigkeit einer Dreheingabe, die von einer Eingangsdrehwelle eingegeben ist, verändern kann, und welcher die Dreheingabe an den Ausgangspart ausgeben kann; einen Assistenzmotor, der an einen Kraftübertragungspfad, von der Eingangsdrehwelle zu dem Ausgangspart, verbunden ist/wird, und welcher entsprechend einer Muskelantriebskraft angetrieben wird/ist; und einen Schaltmechanismus, zum Schalten eines Gangschaltzustandes von dem Übertragungsmechanismus unter Verwendung einer Drehkraft des Assistenzmotors.
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Bevorzugt ist zumindest ein Part des Schaltmechanismus an den Übertragungspfad zwischen dem Assistenzmotor und dem Ausgangspart gekoppelt.
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Bevorzugt umfasst der Übertragungsmechanismus einen Planetengetriebemechanismus.
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Bevorzugt umfasst der Planetengetriebemechanismus einen Eingangskörper, der drehbar durch ein Stützglied gestützt ist/wird, und an welchen die Dreheingabe der Eingangsdrehwelle eingegeben ist/wird, einen Ausgangskörper, der durch das Stützglied drehbar gestützt ist/wird, und welcher die Dreheingabe nach außen ausgibt, und einen Übertragungskörper, wobei der Schaltmechanismus weiter eine Einwegkupplung umfasst, welche zwischen dem Eingangskörper und dem Ausgangskörper bereitgestellt ist, und welche eine Drehung des Übertragungskörpers steuert.
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Bevorzugt dreht die Einwegkupplung integral den Eingangskörper und den Ausgangskörper, wenn eine Drehgeschwindigkeit des Eingangskörpers in eine Richtung gleich zu oder größer ist als eine Drehgeschwindigkeit des Ausgangskörpers in eine Richtung; wenn die Drehgeschwindigkeit des Eingangskörpers in eine Richtung geringer ist als die Drehgeschwindigkeit des Ausgangskörpers in eine Richtung, wobei eine Relativdrehung zwischen dem Eingangskörper und dem Ausgangskörper erlaubt ist/wird.
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Bevorzugt kann das Stützglied mit dem Übertragungskörper integral gedreht werden, und der Schaltmechanismus umfasst einen Verbindpart, welcher an dem Übertragungskörper oder an einem Gegenabschnitt, welcher dem Übertragungskörper gegenübersteht, bereitgestellt ist, und welcher zwischen einer vorspringenden Position, in welcher die Drehung des Übertragungskörpers in zumindest einer Richtung geregelt ist/wird, und einer eingezogenen Position, in welcher die Drehung des Übertragungskörpers nicht geregelt ist/wird, beweglich angeordnet ist; und eine Steuereinheit, welche dem Verbindpart von der vorspringenden Position in die eingezogene Position unter Verwendung der Drehkraft des Assistenzmotors bewegt.
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Bevorzugt drückt die Steuereinheit den Verbindpart und bewegt diesen von der vorspringenden Position in die eingezogene Position.
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Bevorzugt ist eine Vielzahl von Verbindparts um eine Drehachse des Stützgliedes bereitgestellt.
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Bevorzugt umfasst die Steuereinheit ein ringförmiges Glied, welches integral mit dem Ausgangskörper gedreht werden kann, und welches eine Nut umfasst, die in einer Radialrichtung hin zu einer Umfangsrichtung, in einem Abschnitt, der dem Verbindpart gegenübersteht, flacher wird.
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Bevorzugt ist der Assistenzmotor an den Ausgangskörper oder an einer Stromaufwärts-Seite des Ausgangskörpers an dem Kraftübertragungspfad verbunden.
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Bevorzugt umfasst der Übertragungskörper ein Sonnenrad, welches integral mit dem Stützglied dreht, wobei der Ausgangskörper ein Hohlrad umfasst, welches koaxial um das Sonnenrad angeordnet ist/wird; und der Eingangskörper einen Träger umfasst, welcher zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad angeordnet ist, und welcher integral mit einer Vielzahl von Planetenrädern dreht.
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Bevorzugt ist der Verbindpart an dem Stützglied bereitgestellt.
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Bevorzugt umfasst der Übertragungsmechanismus eine Vielzahl von drehenden Körpern, umfassend einen zusteuernden drehenden Körper; wobei der Schaltmechanismus einen Verbindpart umfasst, welcher an dem zu steuernden drehenden Körper, oder an einem Gegenabschnitt, der dem zu steuernden drehenden Körper gegenübersteht, bereitgestellt ist, und welcher zwischen einer vorspringenden Position, in welcher die Drehung des zu steuernden drehenden Körpers in zumindest einer Richtung geregelt ist/wird, und einer eingezogenen Position, in welcher die Drehung des zu steuernden drehenden Körpers nicht geregelt ist/wird, bewegt werden kann; und eine Steuereinheit, welche den Verbindpart von der vorspringenden Position in die eingezogene Position unter Verwendung der Drehkraft des Assistenzmotors bewegt.
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Bevorzugt drückt die Steuereinheit den Verbindpart und bewegt den Verbindpart von der vorspringenden in die eingezogene Position.
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Bevorzugt ist eine Vielzahl von Verbindparts um eine Drehachse des zu steuernden drehenden Körpers bereitgestellt.
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Bevorzugt umfasst die Steuereinheit ein ringförmiges Glied, welches mit einem weiteren drehenden Körper, außer dem zu steuernden drehenden Körper, unter der Vielzahl von drehenden Körpern beinhaltend den Übertragungsmechanismus, gedreht werden kann; wobei das ringförmige Glieder der Steuereinheit eine Nut umfasst, die in einer Radialrichtung hin zu einer Umfangsrichtung, in einem Abschnitt, der dem Verbindpart gegenübersteht, flacher wird.
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Bevorzugt ist der Assistenzmotor an den einen anderen drehenden Körper oder an der Stromaufwärts-Seite des einen anderen drehenden Körpers an dem Kraftübertragungspfad verbunden.
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Bevorzugt drückt das ringförmige Glied den Verbindpart radial einwärts bzw. nach innen.
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Bevorzugt umfasst der Verbindpart ein Klinkenglied bzw. Klauenglied bzw. Sperrglied.
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Bevorzugt umfasst die Steuereinheit weiter einen Nocken zum Bewegen des ringförmigen Gliedes in eine Drehachsrichtung, und einen Elektromotor zum Antrieb der Nocke.
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Bevorzugt ist die Eingangsdrehwelle eine Kurbelwelle, an welche eine Muskelantriebskraft eingegeben ist/wird.
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Bevorzugt ist der Assistenzmotor radial nach außen von der Kurbelwelle angeordnet.
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Bevorzugt umfasst der Übertragungsmechanismus einen ersten drehenden Körper, welcher integral mit der Eingangsdrehwelle gedreht wird; einen zweiten drehenden Körper, welcher um eine Achse gedreht wird, dessen Position sich hinsichtlich der Eingangsdrehwelle nicht verändert, und an welchen eine Drehung des ersten drehenden Körpers übertragen ist/wird; einen dritten drehenden Körper, welcher integral mit dem zweiten drehenden Körper gedreht wird; und einen vierten drehenden Körper, an welchen die Drehkraft des dritten drehenden Körpers übertragen wird/ist, und welcher integral mit dem Ausgangspart gedreht wird; wobei der Schaltmechanismus umfasst einen Verbindpart, welcher an einem Gegenabschnitt, der zu einem von dem zweiten drehenden Körper und dem dritten drehenden Körper gegenübersteht, bereitgestellt ist, und welcher zwischen einer vorspringenden Position, in welcher eine Drehung von einem von dem zweiten drehenden Körper und dem dritten drehenden Körper in zumindest einer Richtung geregelt ist/wird, und einer eingezogenen Position, in welcher die Drehung von einem von dem zweiten drehenden Körper und dem dritten drehenden Körper nicht geregelt ist/wird, bewegt wird; und eine Steuereinheit, welche den Verbindpart von der vorspringenden Position in die eingezogene Position unter Verwendung der Drehkraft des Assistenzmotors bewegt.
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Die vorstehend beschriebene Fahrradantriebseinheit kann die Übertragungsleistung verbessern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittansicht einer Fahrradantriebseinheit nach einer ersten Ausführungsform.
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2 ist eine teilweise Perspektivansicht eines Schaltmechanismus der Fahrradantriebseinheit veranschaulicht in 1.
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3 ist eine Perspektivansicht eines Hohlrades und eines ringförmigen Gliedes der Fahrradantriebseinheit veranschaulicht in 1.
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4 ist eine Perspektivansicht des ringförmigen Gliedes des Schaltmechanismus veranschaulicht in 2.
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5 ist eine teilweise Aufrissansicht des Hohlrades und eines Parts des ringförmigen Gliedes veranschaulicht in 3.
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6 ist eine vergrößerte, teilweise Querschnittansicht eines Verbindparts des Schaltmechanismus von 1, in einer vorspringenden Position.
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7 ist eine Querschnittansicht des Verbindparts des Schaltmechanismus entlang der Schnittlinie 7-7 von 6.
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8 ist eine vergrößerte teilweise Querschnittansicht des Verbindparts des Schaltmechanismus veranschaulicht in 1, in einer eingezogenen Position.
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9 ist eine Querschnittansicht des Verbindparts des Schaltmechanismus entlang der Schnittlinie 9-9 von 8.
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10 ist eine teilweise Querschnittansicht des Verbindparts des Schaltmechanismus, darstellend die Betätigung des Verbindparts des Schaltmechanismus veranschaulicht in 1.
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11 ist eine teilweise Querschnittansicht des Verbindparts des Schaltmechanismus darstellend die Betätigung des Verbindparts des Schaltmechanismus veranschaulicht in 1.
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12 ist eine teilweise Perspektivansicht eines Drehmomentsensors der Fahrradantriebseinheit veranschaulicht in 1.
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13 ist eine teilweise Perspektivansicht des Drehmomentsensors, in einem Zustand, in welchem eine Schirmplatte an den Drehmomentsensor der Fahrradantriebseinheit veranschaulicht in 1 befestigt ist.
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14 ist eine schematische Querschnittansicht einer Fahrradantriebseinheit nach einer zweiten Ausführungsform.
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15 ist eine schematische Querschnittansicht eines Verbindparts eines Schaltmechanismus der Fahrradantriebseinheit veranschaulicht in 14, in einer eingezogenen Position.
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Eine Fahrradantriebseinheit nach einer ersten Ausführungsform wird nun mit Bezugnahme auf die 1–11 beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst die Antriebseinheit 10 eine Eingangsdrehwelle 12, einen Ausgangspart 14, ein Gehäuse 16, einen Übertragungsmechanismus 18, einen Schaltmechanismus 20, einen Assistenzmechanismus 22, und eine Steuereinheit 24. Hier in der ersten Ausführungsform ist die Eingangsdrehwelle 12 eine Fahrradkurbelwelle, die eine Pedalkraft von einem Fahrer erhält bzw. empfängt. Der Ausgangspart 14 ist ausgestaltet, um die Dreheingabe von der Eingangsdrehwelle 12 an ein Kettenrad S auszugeben. Das Gehäuse 16 stützt die Drehwelle 12 und den Ausgangspart 14 drehbar. Der Übertragungsmechanismus 18 ist ausgestaltet, um die Dreheingabe, die von der Eingangsdrehwelle 12 an den Ausgangspart 14 aufgrund eines Betätigungszustandes des Schaltmechanismus 20 eingegeben wurde, auszugeben. Bevorzugt umfasst die Antriebseinheit 10 weiter einen Drehmomentsensor 78, welcher nachfolgend erläutert wird.
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Das Gehäuse 16 ist an den Fahrradrahmen (nicht dargestellt) befestigt. Das Gehäuse 16 nimmt einen Part der Eingangsdrehwelle 12, einen Part des Ausgangsparts 14, den Übertragungsmechanismus 18, den Schaltmechanismus 20, einen Part des Assistenzmechanismus 22, und die Steuereinheit 24 auf.
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Die Eingangsdrehwelle 12 ist durch das Gehäuse 16 drehbar gestützt. Die zwei Enden der Eingangsdrehwelle 12 sind außerhalb von dem Gehäuse 16 freigelegt. Ein Kurbelarm (nicht dargestellt) kann an jedes Ende der Eingangsdrehwelle 12 befestigt sein. Auf diese Weise wird eine Muskelantriebskraft via den Kurbelarmen an die Eingangsdrehwelle 12 eingegeben. Die Eingangsdrehwelle 12 kann eine Hohlwelle sein. Das Gehäuse 16 stützt drehbar einen ersten Außenaxialendpart der Eingangsdrehwelle 12 via einem Lager 17A. Der Ausgangspart 14 stütz drehbar einen zweiten Außenaxialendpart der Eingangsdrehwelle 12 durch ein zweites Lager 17B.
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Der Ausgangspart 14 weist eine rohrförmige Gestalt auf, d. h. eine rohrförmige Welle. Der Ausgangspart 14 ist koaxial um die Eingangsdrehwelle 12 angeordnet. Ein erstes Ende des Ausgangsparts 14 ist außerhalb von dem Gehäuse 16 freigelegt. Ein zweites Ende des Ausgangsparts 14 weist eine Vielzahl von Verzahnungen 14B bzw. Zahnradzähne auf. Ein Außenperipheriepart eines Mittelabschnittes des Ausgangsparts 14 ist durch das Gehäuse 16 via einem Lager 17C gestützt. Der Ausgangspart 14 umfasst einen Befestigungsabschnitt 14A, der ausgestaltet ist, um an einen Innenperipheriepart des Kettenrades S befestigt zu werden/sein. Der Befestigungsabschnitt 14A ist koaxial an ein Axialende der Eingangsdrehwelle 12 angeordnet. Der Befestigungsabschnitt 14A weist eine Vielzahl von Splines an seiner Außenperipheriefläche auf. Das Kettenrad S weist eine Vielzahl von Splines auf, welche an einer Innenperipherie, die an die Splines des Befestigungsabschnittes 14A angepasst sind, ausgebildet sind. Das Kettenrad S wird an dem Ausgangspart 14 durch einen Bolzen B gehalten, der in einen Innenperipheriepart des Ausgangsparts 14 geschraubt ist. Auf diese Weise wird das Kettenrad S zwischen dem Ausgangspart 14 und dem Bolzen B geklemmt. Der Ausgangspart 14 kann ausgestaltet sein, um in einer Axialrichtung hinsichtlich der Drehachse der Eingangsdrehwelle 12 geteilt zu werden.
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Der Übertragungsmechanismus 18 umfasst eine Übertragungswelle 26, einen Übertragungsmechanismus 28 und ein Planetengetriebemechanismus 30. Die Übertragungswelle 26 beinhaltet ein Stützglied und einen zu steuernden drehenden Körper. Der Übertragungsmechanismus 18 umfasst zwei Schaltstufen bzw. Schaltzustände und kann die Eingangsdrehgeschwindigkeit, die von der Eingangsdrehwelle 12 eingegeben ist/wird, und die an den Ausgangspart 14 ausgegeben wird/ist, verändern.
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Die Übertragungswelle 26 ist radial nach außen von der Eingangsdrehwelle 12 hinsichtlich einer Radialrichtung der Drehachse der Eingangsdrehwelle 12 angeordnet. Die Übertragungswelle 26 ist parallel zu der Eingangsdrehwelle 12 angeordnet. Die Übertragungswelle 26 wird durch das Gehäuse 16 drehbar gestützt. Beide Axialenden der Übertragungswelle 26 werden durch das Gehäuse 16 via einem Paar von Lagern 17D und 17E, welche jeweils an zwei axial beabstandete Positionen angeordnet sind, gestützt. Die Übertragungswelle 26 ist um eine stationäre Mittelachse C, deren Position sich hinsichtlich der Eingangsdrehwelle 12 nicht verändert, drehbar. Ein erstes Axialende der Übertragungswelle 26 wird durch das Lager 17D, welches ein Kugellager ist, gestützt, während ein zweites Axialende der Übertragungswelle 26 durch das Lager 17E, welches ein Nadellager ist, gestützt.
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Der Übertragungsmechanismus 28 umfasst ein erstes Übertragungszahnrad 32 und ein zweites Übertragungszahnrad 34. Das erste Übertragungszahnrad 32 ist koaxial um die Eingangsdrehwelle 12 angeordnet. Das zweite Übertragungszahnrad 34 ist koaxial um die Übertragungswelle 26 angeordnet.
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Das erste Übertragungszahnrad 32 beinhaltet eine Vielzahl von Außenzahnradzähnen. Die Innenperipherie des ersten Übertragungszahnrades 32 ist nicht drehbar durch die Eingangsdrehwelle 12 gestützt. In anderen Worten, ist das erste Übertragungszahnrad 32 nicht drehbar an die Eingangsdrehwelle 12 gekoppelt. Beispielsweise ist das erste Übertragungszahnrad 32 relativ nicht drehbar an die Eingangsdrehwelle 12 via einer Splinepassung oder der Presspassung gekoppelt.
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Das zweite Übertragungszahnrad 34 beinhaltet eine Vielzahl von Außenzahnradzähnen. Das zweite Übertragungszahnrad 34 ist drehbar durch die Übertragungswelle 26 via einem Lager oder ähnlichem gestützt. Die Außenzahnradzähne des ersten Übertragungszahnrades 32 kämmen mit den Außenzahnradzähnen des zweiten Übertragungszahnrades 34. Aus diesem Grund wird Drehung der Eingangsdrehwelle 12 auf das zweite Übertragungszahnrad 34 via dem ersten Übertragungszahnrad 32 übertragen.
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Der Planetengetriebemechanismus 30 umfasst ein Sonnenrad 36, eine Vielzahl von Planetenrädern 38, einen Träger 40 und ein Hohlrad 42. Das Sonnenrad 36 stellt einen Übertragungskörper dar. Der Träger 40 stellt einen Eingabekörper dar. Das Hohlrad 42 stellt einen Ausgabekörper dar. Der Träger 40 stellt ebenso einen ersten drehenden Körper dar, während das Hohlrad 42 auch einen zweiten drehenden Körper darstellt.
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Das Sonnenrad 36 ist koaxial um die Übertragungswelle 26 angeordnet. Das Sonnenrad 36 ist mit der Übertragungswelle 26 integriert. Aus diesem Grund kann die Übertragungswelle 26 integral mit dem Sonnenrad 36 gedreht werden.
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Die Planetenräder 38 sind um das Sonnenrad 36 angeordnet. Die Planetenräder 38 sind zwischen dem Sonnenrad 36 und dem Hohlrad 42 wirkangeordnet. Die Zähne der Planetenräder 38 kämmen mit den Außenzahnradzähnen des Sonnenrades 36 und mit den Innenzahnradzähnen bzw. der Innenverzahnung des Hohlrades 42.
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Der Träger 40 stützt die Planetenräder 38 drehbar und dreht die Planetenräder 38 integral um das Sonnenrad 36. Ein erstes Axialende des Trägers 40 der Übertragungswelle 26 ist mit dem ersten Übertragungszahnrad 32 via einer Splinepassung, einer Presspassung oder Ähnlichem verbunden. Auf diese Weise kann der Träger 40 integral mit dem ersten Übertragungszahnrad 32 gedreht werden. In anderen Worten, wird der Träger 40 drehbar durch die Übertragungswelle 26 via dem ersten Übertragungszahnrad 32 gestützt. Die Drehung der Eingangsdrehwelle 12 wird an den Träger 40 via dem erstem Übertragungszahnrad 32 eingegeben.
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Das Hohlrad 42 ist koaxial um das Sonnenrad 36 angeordnet. Das Hohlrad 42 umfasst ein erstes Ende 42A an einer Seite, die mit dem Planetenrad 38 hinsichtlich der Axialrichtung der Übertragungswelle 26 verbunden ist, sowie ein zweites Ende 42B an der gegenüberliegenden Seite des ersten Endes 42A. Das erste Ende 42A des Hohlrades 42 deckt die Planetenräder 38 ab. Die Innenperipherie des zweiten Endes 42B des Hohlrades 42 ist durch die Übertragungswelle 26 via einem Lager oder Ähnlichem drehgestützt.
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Die Außenperipherie des ersten Endes 42A des Hohlrades 42A weist eine Vielzahl von ersten Zahnradzähnen 42C auf. Die Außenperipherie des zweiten Endes 42B des Hohlrades 42 weist eine Vielzahl von zweiten Zahnradzähnen 42D auf. Die zweiten Zahnradzähne 42D kämmen mit den Zahnradzähnen 14B, welche an der Außenperipherie des Ausgangsparts 14 ausgebildet sind. Das heißt, dass das Hohlrad 42 die Dreheingabe nach außen ausgibt. Die Anzahl der Zähne der zweiten Zahnradzähne 42D ist geringer als die Anzahl der Zähne der ersten Zahnradzähne 42C. Ein ringförmiger Abschnitt 42F ist zwischen den ersten Zahnradzähnen 42C und den zweiten Zahnradzähnen 42D des Hohlrades 42 ausgebildet. Der ringförmige Abschnitt 42F ist durch das Gehäuse 16 via eine Lager 17F drehgestützt.
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Der Schaltmechanismus 20 ist ausgestaltet, um den Gangschaltzustand des Übertragungsmechanismus 18 zu schalten. Der Schaltmechanismus 20 umfasst ein Halteglied 44, ein erstes Vorspannglied 46 (siehe 2), eine Einwegkupplung 48, einen Verbindpart 50 und eine Steuereinheit 52.
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Das Halteglied 44 weist eine zylindrische Gestalt auf. Das Halteglied 44 ist koaxial um die Übertragungswelle 26 angeordnet. Das Halteglied 44 ist an die Übertragungswelle 26 fixiert, derart dass das Halteglied 44 integral mit der Übertragungswelle 26 dreht. Das Halteglied 44 umfasst eine Vielzahl von Spline-Nuten 44C in einem Innenperipheriepart. Die Spline-Nuten 44C stehen/gelangen mit den Splines, welche durch eine Vielzahl von Spline-Nuten 26C, die an einer Außenperipherie der Übertragungswelle 26 bereitgestellt sind, definiert sind, in Eingriff. Dieser Splin-Eingriff der Spline-Nuten 44C mit den Splines, die durch die Spline-Nuten 26C definiert sind, verhindert eine Relativdrehung der Übertragungswelle 26 hinsichtlich des Haltegliedes 44 um die Mittelachse C. Wie in 6 dargestellt, ist die Bewegung des Haltegliedes 44 in der Axialrichtung durch ein Fixierglied 45 und einen gestuften Abschnitt 26B, welcher an der Übertragungswelle 26 durch ein Variieren des Durchmessers der Übertragungswelle 26 ausgebildet ist, beschränkt bzw. eingeschränkt bzw. begrenzt. Das Fixierglied 45 ist beispielsweise als ein E-Ring ausgebildet. Das Halteglied 44 ist in einer Position benachbart zu dem zweiten Ende 42B des Hohlrades 42 in der Axialrichtung der Übertragungswelle 26 angeordnet.
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Eine Vielzahl von Verbindparts 50, wie in 2 dargestellt, ist um die Drehachse der Übertragungswelle 26 (siehe 1) bereitgestellt. Jeder von den Verbindparts 50 umfasst ein Klinkenglied 54. Jedes Klinkenglied 54 ist an das Halteglied 44 befestigt, derart dass zumindest ein Abschnitt davon einer Nut 44A, welche an dem Außenperipheriepart des Haltegliedes 44 ausgebildet ist, aufgenommen werden kann. Das Ende jedes Klinkengliedes 54 an der gegenüberliegenden Seite des Hohlrades 42 in der Axialrichtung der Übertragungswelle 26 steht dem gegenüberliegenden Abschnitt 16A des Gehäuses 16, wie in 6 dargestellt, gegenüber. Der gegenüberliegende Abschnitt 16A umfasst einen Innenperipheriepart 16B, der in einer ringförmigen Gestalt um die Achse der Übertragungswelle 26 ausgebildet ist. Der Innenperipheriepart 16B weist eine Vielzahl von Nuten 16C, die darin ausgebildet sind, auf. Die Nuten 16C sind in der Umfangsrichtung des Innenperipherieparts 16B in vorbestimmten Abständen bzw. Intervallen beabstandet. Jede von der Nuten 16C weist die gleiche Gestalt wie eine sogenannte Sperrklinkennut bzw. Ratschennut auf. Jede von den Klinkengliedern 54 ist in einer der Nuten 44A des Haltegliedes 44 aufgenommen und ragt zumindest teilweise aus seiner jeweiligen Nut 44A hervor. Auf diese Weise können die Halteglieder 54 zwischen einer Verbindposition, die die Nuten 16C verbindet, und einer eingezogenen Position, die die Nuten 16C von dem gegenüberliegenden Abschnitt 16A trennt, bewegt werden. Die Verbindposition in der folgenden Ausführungsform entspricht der vorspringenden Position. Der gegenüberliegende Abschnitt 16A kann integral an das Gehäuse 16 ausgebildet sein oder kann als ein separater Körper von dem Hauptkörper des Gehäuses 16 ausgebildet sein. Der gegenüberliegende Abschnitt 16A ist bevorzugt aus Metall ausgebildet. In dem Fall, dass der gegenüberliegende Abschnitt 16A als ein separater Körper von dem Hauptkörper des Gehäuses 16 ausgebildet ist, ist ein Montageabschnitt zum Montieren des gegenüberliegenden Abschnittes 16A in dem Innenperipheriepart des Hauptkörpers des Gehäuses 16 ausgebildet und bewahrt den gegenüberliegenden Abschnitt 16A davor, um die Mittelachse C (siehe 1) zu drehen. Der Hauptkörper des Gehäuses 16 kann aus Kunststoff oder Metall ausgebildet sein.
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Das erste Vorspannglied 46 ist eine ringförmige Feder bzw. Ringfeder. Das erste Vorspannglied 46 ist in eine Nut 54A, welche an den Außenflächen von jedem von den Klinkengliedern 54 ausgebildet sind, und in eine Umfangsnut 44B (siehe 2), welche an der Außenperipherie des Haltegliedes 44 ausgebildet ist, gepasst. Das erste Vorspannglied 46 bringt eine Kraft auf jedes von den Klinkengliedern 54 auf, um jedes von den Klinkengliedern 54 hin zu der Verbindposition vorzuspannen.
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Die Steuereinheit 52 umfasst ein erstes ringförmiges Glied 56, ein zweites Vorspannglied 58, einen Nocken 60, einen Kopplungskörper 62 und einen Aktuator 64. Der Nocken 60 ist ausgestaltet, um das ringförmige Glied 56 in die Axialrichtung der Übertragungswelle 26 zu bewegen. Der Aktuator 64 ist ausgestaltet, um den Nocken 60 anzutreiben. Der Aktuator 64 ist beispielsweise ein Elektromotor.
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Wie in 3 gezeigt, ist das ringförmige Glied 56 koaxial um das Hohlrad 42 angeordnet. Das ringförmige Glied 56 deckt das zweite Ende 42B des Hohlrades 42 ab. Das ringförmige Glied 56 ist an einer Position angeordnet, die näher zu dem Verbindpart 50 (siehe 1) ist als das zweite Zahnrad 42D hinsichtlich der Axialrichtung der Übertragungswelle 26 (siehe 1).
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Wie in 4 gezeigt, weist das ringförmige Glied 56 eine Vielzahl von Aussparungen 56A, eine Vielzahl von Nuten 56B und einen ringförmigen Vorsprung 56A auf. Die Aussparungen 56A sind in einem Innenperipheriepart des ringförmigen Gliedes 56 ausgebildet. Die Nuten 56B sind an dem Seitenflächenabschnitt (Endflächenabschnitt in der Axialrichtung) ausgebildet. Der ringförmige Vorsprung 56E ist in dem Außenperipheriepart des ringförmigen Gliedes 56 ausgebildet. Der ringförmige Vorsprung 56E ist in einem Abschnitt des Außenperipherieparts des ringförmigen Gliedes 56, der sich an einer Seite nahe dem zweiten Zahnrad 42D (siehe 3) des Hohlrades 42 befindet, ausgebildet.
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Die Aussparungen 56A erstrecken sich in der Axialrichtung in einem Abschnitt des Innenperipherieparts des ringförmigen Gliedes 56 an der Seite mit dem Hohlrad 42. Die Außenperipherie des Hohlrades 42 weist eine Vielzahl von Vorsprüngen 42E (siehe 3) auf. Die Vorsprünge 42E erstrecken sich in die Axialrichtung der Übertragungswelle 26. Die Vorsprünge 42E sind in die Aussparungen 56A gepasst. Die Aussparungen 56A sind leicht größer als die Vorsprünge 42E. Da die Aussparungen 56A in die Vorsprünge 42E gepasst sind, dreht das ringförmige Glied 56 integral mit dem Hohlrad 42, wenn sich das Hohlrad 42 dreht. Außerdem können die Aussparungen 56A des ringförmigen Gliedes 56 sich axial entlang den Vorsprüngen 42E (siehe 1) bewegen. Aus diesem Grund kann das ringförmige Glied 56 in die Axialrichtung hinsichtlich des Hohlrades 42 bewegt werden.
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Die Nuten 56B sind an dem Seitenflächenabschnitt der Innenperipherie des ringförmigen Gliedes 56 an der Seite, die dem Verbindpart 50, wie in 6 dargestellt, zugewandt ist, ausgebildet. Die Nuten 56B sind zu den Klinkengliedern 54 gegenüberliegend. Wie in 5 gezeigt, umfasst jede von den Nuten 56B eine erste Führungsfläche 56C, welche in der Axialrichtung hin zu einer Umfangsrichtung des ringförmigen Gliedes 56 flacher wird. Außerdem umfasst jede von den Nuten 56B eine zweite Führungsfläche 56D, welche in der Radialrichtung an dem anderen Ende in der Umfangsrichtung des ringförmigen Gliedes 56 kleiner wird. Die Nuten 56B sind fortlaufend in der Umfangsrichtung des ringförmigen Gliedes 56 ausgebildet. Eine Innenperipheriefläche 56F des ringförmigen Gliedes 56 an der Seite, die dem Verbindpart 50 zugewandt ist, ist mit den Nuten 56B fortlaufend. Die Innenperipheriefläche 56F ist in einer ringförmigen Gestalt ausgebildet.
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Wie in 6 dargestellt, ist das zweite Vorspannglied 58 zwischen dem Hohlrad 42 und dem Ende des ringförmigen Gliedes 56 auf der Seite, die dem Hohlrad zugewandt ist, hinsichtlich der Axialrichtung der Übertragungswelle 26 befestigt. Das zweite Vorspannglied 58 bringt eine Kraft auf das ringförmige Glied 56 hin zu der Seite mit dem Verbindpart 50 auf.
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Der Nocken 60 ist koaxial um das ringförmige Glied 56 angeordnet. Der Nocken 60 wird drehbar durch das Gehäuse 16 um die Achse des ringförmigen Gliedes 56 gestützt. Spezifischer ist der Nocken 60 an einen zylindrischen Abschnitt 16D, welcher sich von dem Ende des Gehäuses 16 auf der Seite mit dem vorderen Kettenrad S (bezogen auf 1) hinsichtlich der Axialrichtung der Übertragungswelle 26, gepasst. Der Nocken 60 umfasst eine Nockenfläche 60A und ein Zahnrad 60E. Der Nocken 60 ist in einer ringförmigen Gestalt ausgebildet.
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Wie in den 6 und 7 gezeigt, ist die Nockenfläche 60A an dem Seitenflächenabschnitt des Nockens 60 an der Seite mit dem Hohlrad 42 hinsichtlich der Axialrichtung der Übertragungswelle 26 ausgebildet. Die Nockenfläche 60A umfasst geneigte Abschnitte 60B, erste ebene Abschnitte 60C und zweite ebene Abschnitte 60D. Die geneigten Abschnitte 60B sind hin zu der Seite des Verbindparts 50 (rechte Seite in 7) hin zu einer Umfangsrichtung geneigt. Die ersten ebenen Abschnitte 60C und die zweiten ebenen Abschnitte 60D sind mit jedem von den zweiten Enden der geneigten Abschnitte 60B in der Umfangsrichtung fortlaufend bzw. kontinuierlich bzw. durchgehend und sind zu der Übertragungswelle 26 senkrecht. Die ersten ebenen Abschnitte 60C sind in einer Position des Nockens 60, die näher zu der Seite mit dem Hohlrad 42 ist als die zweiten ebenen Abschnitte 60D hinsichtlich der Axialrichtung der Übertragungswelle 26, angeordnet.
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Wie in 6 dargestellt, umfasst der Kopplungskörper 62 einen ringförmigen Abschnitt 62A und eine Vielzahl von Betätigungsstücken 62B. Das Betätigungsstück 62B erstreckt sich von dem ringförmigen Abschnitt 62A in die Radialrichtung. Der ringförmige Abschnitt 62A steht/gelangt in Berührung mit dem Vorsprung 56E des ringförmigen Gliedes 56 von der gegenüberliegenden Seite des Hohlrades 42. Die Betätigungsstücke 62B sind in der Umfangsrichtung des ringförmigen Abschnittes 62A bereitgestellt. Hier, wie in 1 dargestellt, sind zwei von den Betätigungsstücken 62B in symmetrischen Positionen hinsichtlich der Mittelachse C bereitgestellt. Wie in 6 dargestellt, berühren die Betätigungsstücke 62B des Kopplungskörpers 62 die Nockenfläche 60A in der Axialrichtung der Übertragungswelle 26. Die Betätigungsstücke 62B des Kopplungskörpers 62 sind in die Nuten 16C des Gehäuses 16, welche sich in der Axialrichtung der Übertragungswelle 26 erstrecken, in der Umfangsrichtung des Nockens 60 gepasst. Der Kopplungskörper 62 kann entlang der Nuten 16C in der Axialrichtung der Übertragungswelle 26 bewegt werden.
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Der Aktuator 64 ist radial nach außen von dem Nocken 60 angeordnet. Der Aktuator 64 ist an das Zahnrad 60E des Nockens 60 verbunden. Der Aktuator 64 dreht den Nocken 60 mit einem vorbestimmten Winkel. Ein Vorsprung (nicht dargestellt) ist in dem Innenperipheriepart des Nockens 60 ausgebildet. Der Vorsprung (nicht dargestellt) wird in ein Loch (nicht dargestellt), welches in dem zylindrischen Abschnitt 16D des Gehäuses 16 ausgebildet ist, eingesetzt. Der Drehwinkel des Nockens 60 wird durch die Endfläche des Loches (nicht dargestellt) in der Umfangsrichtung beschränkt bzw. begrenzt.
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Die Betätigung des Schaltmechanismus 20 wird nachfolgend mit Bezugnahme zu den 6 bis 11 erläutert.
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Wie in den 6 und 7 gezeigt, wenn die Drehphase des Nockens 60 sich in einer Phase befindet, in welcher die ersten ebenen Abschnitte 60C der Nockenfläche 60A und die Betätigungsstücke 62B des Kopplungskörpers 62 in Berührung sind, wird das ringförmige Glied 56 in einer Position auf der Seite mit dem Hohlrad 42 via dem Kopplungskörper 62 gehalten. Zu diesem Zeitpunkt sind die Nuten 56B des ringförmigen Gliedes 56 von den Klinkengliedern 54 getrennt. Aus diesem Grund werden die Klinkenglieder 54 in den vorspringenden Positionen, welche hin zu den Nuten 16C, die in dem gegenüberliegenden Abschnitt 16A des Gehäuses 16 ausgebildet sind, gehalten. Aus diesem Grund können die Klinkenglieder 54 nicht relativ zu dem Gehäuse 16 drehen. Die Klinkenglieder 54 werden durch die Übertragungswelle 26 gestützt, derart dass diese relativ nicht drehbar via dem Haltegliedes 44 sind. Aus diesem Grund begrenzen bzw. beschränken die Klinkenglieder 54 die Drehung der Übertragungswelle 26 und des Sonnenrades 36 (siehe 1) in eine Richtung.
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Wie in den 8 und 9 dargestellt, wenn die Drehphase des Nockens 60 sich von einer Phase, in welcher sich die ersten ebenen Abschnitte 60C der Nockenfläche 60A und die Betätigungsstücke 62B des Kopplungskörpers 62 berühren, hin zu einer Phase, in welcher sich die zweiten ebenen Abschnitte 60D der Nockenfläche 60A und die Betätigungsstücke 62B des Kopplungskörpers 62 berühren, werden die Klinkenglieder 54 in ihren vorspringenden Positionen entlang der ersten Führungsflächen 56C zu den zweiten Führungsflächen 56D geführt, begleitend die Drehung des ringförmigen Gliedes 56 in eine Richtung (die Pfeilrichtung RA in 10). Spezifischer bewegen sich die Klinkenglieder 54 von dem flachen Abschnitt zu dem tiefen Abschnitt der ersten Führungsflächen 56. Zu diesem Zeitpunkt, wie in 9 zu sehen ist, wird das ringförmige Glied 56 in einer Position an der Seite des Verbindparts 50 via dem Kopplungskörpers 62 gehalten.
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Daraufhin, da die hinteren Flächen der Klinkenglieder 54 die zweiten Führungsflächen 56D berühren und das ringförmige Glied 56 weiter gedreht wird, werden die Klinkenglieder 54 hin zu den Nuten 44A entlang der zweiten Führungsflächen 56D gepresst. Das heißt, dass das ringförmige Glied 56 der Steuereinheit 52 die Klinkenglieder 54 des Verbindparts 50 presst und diese von den vorspringenden Positionen in die eingezogenen Positionen bewegt. Die Klinkenglieder 54 werden in einem Zustand sein, in dem diese durch die Innenperipheriefläche 56F des ringförmigen Gliedes 56 des Verbindparts 50 gepresst sind, daher werden die Klinkenglieder 54 in den eingezogenen Positionen, aufgenommen in den Nuten 44A des Haltegliedes 44, wie in 11 gezeigt, gehalten. Aus diesem Grund sind die Klinkenglieder 54 fähig, relativ zu dem Gehäuse 16 zu drehen. Die Klinkenglieder 54 werden durch die Übertragungswelle 26 gestützt, derart dass diese nicht relativ drehbar via dem Halteglied 44 sind. Aus diesem Grund beschränken bzw. begrenzen die Klinkenglieder 54 die Drehung in eine Richtung der Übertragungswelle 26 und des Sonnenrades 36, welches hinsichtlich der Übertragungswelle 26 nicht relativ drehbar ist, nicht.
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Die Einwegkupplung 48, wie in 1 dargestellt, ist eine Rollenkupplung. Die Einwegkupplung 48 ist zwischen dem Träger 40 und dem Hohlrad 42 bereitgestellt. Die Einwegkupplung 48 dreht integral mit dem Träger 40 und dem Hohlrad 42, wenn die Drehgeschwindigkeit des Trägers 40 in einer Richtung gleich zu oder größer als die Drehgeschwindigkeit des Hohlrades 42 ist. Die Einwegkupplung 48 erlaubt die Relativdrehung zwischen dem Träger 40 und dem Hohlrad 42, wenn die Drehgeschwindigkeit des Trägers 40 in eine Richtung geringer ist als die Drehgeschwindigkeit des Hohlrades 42 in eine Richtung. Währenddessen entspricht die Drehung des Trägers 40 und des Hohlrades 42 in eine Richtung der Drehrichtung der Eingangsdrehwelle 12, wenn sich das Fahrrad (nicht dargestellt) nach vorne bewegt.
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Der Gangschaltzustand der Fahrradantriebseinheit 10 wird nun beschrieben.
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Wenn die Klinkenglieder 54 sich in den vorspringenden Positionen befinden, ist die Drehung des Sonnenrades 36 relativ zu dem Gehäuse 16 begrenzt bzw. beschränkt. Aus diesem Grund, wenn die Drehung an den Träger 40 eingegeben wird, umkreist das Planetenrad 38 das Sonnenrad 36, während dieses in die gleiche Richtung wie die Umkreisrichtung durch die Reaktionskraft, die durch das Sonnenrad 36 erzeugt wird, gedreht wird. Mit der Drehung des Planetenrades 38 wird das Hohlrad 42 in die Drehrichtung des Planetenrades 38 gedrückt und das Hohlrad 42 wird in die gleiche Richtung wie der Träger 40 gedreht. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drehung, die an den Träger 40 eingegeben ist/wird, beschleunigt und von dem Hohlrad 42 ausgegeben.
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Wenn die Klinkenglieder 54 sich in den eingezogenen Positionen befinden, ist die Drehung des Sonnenrades 36 relativ zu dem Gehäuse 16 nicht beschränkt bzw. begrenzt. Aus diesem Grunde, wenn eine Drehung an den Träger 40 eingegeben ist/wird, werden die Planetenräder 38 das Sonnenrad 36 drehen und können nicht die Drehung an das Hohlrad 42 übertragen. Als Ergebnis wird die Drehgeschwindigkeit des Trägers 40 in eine Richtung gleich zu oder größer als die Drehgeschwindigkeit des Hohlrades 42. Aus diesem Grund ist eine Relativdrehung zwischen dem Träger 40 und dem Hohlrad 42 begrenzt bzw. beschränkt, und der Träger 40 und das Hohlrad 42 werden integral via der Einwegkupplung 48 gedreht. Außerdem, zu diesem Zeitpunkt, da das Sonnenrad 36 durch die Planetenräder 38 in die gleiche Richtung wie der Träger 40 und das Hohlrad 42 gedrückt wird, dreht auch das Sonnenrad 36 integral mit dem Träger 40 und dem Hohlrad 42. In anderen Worten steuert die Einwegkupplung 48 die Drehung des Sonnenrades 36.
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Der Assistenzmechanismus 22 umfasst einen Assistenzmotor 66 und einen Entschleunigungsmechanismus 68 bzw. Verzögerungsmechanismus bzw. Abbremsmechanismus bzw. Verlangsamungsmechanismus.
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Der Assistenzmotor 66 ist außerhalb von der Eingangsdrehwelle 12 in der Radialrichtung angeordnet. Der Assistenzmotor 66 ist an den Kraftübertragungspfad, von der Eingangsdrehwelle 12 zu dem Ausgangspart 14, verbunden. Die Ausgangswelle 66A des Assistenzmotors 66 ist parallel zu der Eingangsdrehwelle 12 angeordnet.
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Der Entschleunigungsmechanismus 68 bzw. Verzögerungsmechanismus bzw. Verlangsamungsmechanismus umfasst ein erstes Untersetzungszahnrad 70, ein zweites Untersetzungszahnrad 72, eine Einwegkupplung 74, und ein drittes Untersetzungszahnrad 76.
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Das erste Untersetzungszahnrad 70 weist eine zylindrische Gestalt auf. Da das erste Untersetzungszahnrad 70 an die Ausgangswelle 66A des Assistenzmotors 66 verbunden ist, wird die Drehung des Assistenzmotors 66 an das erste Untersetzungszahnrad 70 eingegeben.
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Das zweite Untersetzungszahnrad 72 ist koaxial mit dem ersten Untersetzungszahnrad 70 angeordnet. Das zweite Untersetzungszahnrad 72 ist an das erste Untersetzungszahnrad 70 via der Einwegkupplung 74 verbunden. Das zweite Untersetzungszahnrad 72 umfasst einen Stützabschnitt 72A zum Stützen des ersten Untersetzungszahnrades 70 und der Einwegkupplung 74 an dem Außenperipheriepart des Stützabschnittes 72A. Die zwei gegenüberliegenden Axialenden des zweiten Untersetzungszahnrades 72 sind drehbar durch das Gehäuse 16 via eines Lagers oder Ähnlichem gestützt.
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Die Einwegkupplung 74 überträgt die Drehung in eine Richtung von dem ersten Untersetzungszahnrad 70 zu dem zweiten Untersetzungszahnrad 72 und überträgt nicht die Drehung in der anderen Richtung von dem zweiten Untersetzungszahnrad 72 zu dem ersten Untersetzungszahnrad 70.
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Das zweite Untersetzungszahnrad 72 ist an das dritte Untersetzungszahnrad 76 verbunden. Die Drehung des zweiten Untersetzungszahnrades 72 in eine Richtung wird an das dritte Untersetzungszahnrad 76 übertragen. Die zwei gegenüberliegenden Axialenden des dritten Untersetzungszahnrades 76 sind drehbar durch das Gehäuse 16 via eines Lagers oder Ähnlichem gestützt.
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Das dritte Untersetzungszahnrad 76 ist an das erste Zahnrad 42C des Hohlrades 42 verbunden. Aus diesem Grund wird das Drehmoment des Assistenzmotors 66 durch den Entschleunigungsmechanismus 68 bzw. Verlangsamungsmechanismus entschleunigt bzw. verlangsamt bzw. abgebremst bzw. verzögert und an das Hohlrad 42 eingegeben.
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Die Steuereinheit 24 treibt den Assistenzmotor 66 entsprechend der Muskelantriebskraft, die auf die Eingangsdrehwelle 12 aufgebracht wird, an. Die Steuereinheit 24 ist innerhalb des Gehäuses 16 bereitgestellt. Die Steuereinheit 24 umfasst eine Leiterplatte bzw. Leiterplatine. Die Hauptfläche der Leiterplatine ist senkrecht zu der Eingangsdrehwelle 12 angeordnet. Die Muskelantriebskraft wird beispielsweise durch einen Drehmomentsensor 78, welcher an die Eingangsdrehwelle 12 oder den Übertragungsmechanismus 18 befestigt ist, detektiert bzw. erkannt.
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Wie in 1 dargestellt, ist der Drehmomentsensor 78 in einer Umgebung des Lagers 17D, welches ein Ende der Übertragungswelle 26 stützt, bereitgestellt. Der Drehmomentsensor 78 ist an dem Eingangsseitenende der Übertragungswelle 26 bereitgestellt. Wie in 12 dargestellt, ist der Drehmomentsensor 78 ausgestaltet, umfassend eine Belastungszelle 78A, ein Paar von Stützgliedern 78B, einen Dehnungsmesssensor 78C, und ein Pressglied 78F.
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Die Belastungszelle 78A weist eine Quaderform auf. Die Belastungszelle 78A ist angeordnet, derart dass die Längsrichtung der Belastungszelle 78A parallel zu einer Tangentialrichtung eines Außenringes 17G ist. Eine Seitenfläche der Belastungszelle 78A berührt die Außenperipherie des Außenringes 17G des Lagers 17D. Die Stützglieder 78B stützen die Belastungszelle 78A von der gegenüberliegenden Seite der Seite, an welcher die Belastungszelle 78A das Lager 17D berührt. Die Stützglieder 78B sind an beiden Enden der Belastungszelle 78A in der Längsrichtung bereitgestellt.
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Jedes von den Stützgliedern 78B weist eine säulenförmige Gestalt auf. Die Stützglieder 78B sind angeordnet, derart dass die Achsen der Stützglieder 78B senkrecht zur Längsrichtung der Belastungszelle 78A sind. Die Stützglieder 78B sind auch angeordnet, derart dass die Außenperipherie davon die Belastungszelle 78A berührt. Die Belastungszelle 78A und die Stützglieder 78B sind an den Aussparung 16E des Gehäuses 16 bereitgestellt. Die Stützglieder 78B sind an die Aussparung 16E fixiert bereitgestellt, während die Belastungszelle 78A leicht beweglich in der Aussparungen 16E bereitgestellt ist. Die Berührposition zwischen der Außenperipherie des Außenringes 17G des Lagers 17D und der Belastungszelle 78A ist im Wesentlichen gleich zu der Mitte zwischen den Stützglieder 78B in der Längsrichtung der Belastungszelle 78A. Die Belastungszelle 78A wird durch die Aussparung 16E gestützt, derart dass die Belastungszelle 78A leicht zwischen den Stützglieder 78B umgelenkt werden kann. Die Belastungszelle 78A ist an dem Gehäuse 16 bereitgestellt, derart dass die Position, in welcher die Belastungszelle 78A und der Außenring 17G des Lagers 17D in Berührung stehen/gelangen, in der Richtung der Reaktionskraft des zweiten Übertragungszahnrades 34 ist oder leicht von dieser Reaktionskraftrichtung versetzt ist.
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Das Lager 17D ist in der Aussparung 16E eingesetzt bereitgestellt. Die Aussparung 16E ist leicht größer als das Lager 17D ausgebildet und das Lager 17D ist ausgestaltet, um leicht in einer Richtung senkrecht zur der Mittelachse C (siehe 1) in der Aussparung 16E beweglich zu sein. Das Lager 17D drückt die Belastungszelle 78A via dem Pressglied 78F. Das Pressglied 78F ist beispielsweise aus einer Plattenfeder ausgebildet. Der Dehnungsmesssensor 78C ist an die Seitenfläche der Belastungszelle 78A an der gegenüberliegenden Seite der Seitenfläche, die das Lager 17D berührt, bereitgestellt, das heißt an der Seitenfläche, die das Stützglied 78B berührt.
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Der Dehnungsmesssensor 78C wird durch einen Dehnungsmessstreifen oder einen Halbleitersensor oder Ähnliches realisiert. Die Belastungszelle 78A ist weiter mit einer Vielzahl von Dehnungsmessstreifen 78D bereitgestellt. Hier weisen zwei von den Dehnungsmessstreifen 78D eine Detektionscharakteristik in einer Richtung parallel zu der Längsrichtung der Belastungszelle 78A auf, welche in der Nähe der Mitte der Belastungszelle 78A in der Längsrichtung angeordnet ist, und zwei der Dehnungsmessstreifen 78D weisen eine Detektionscharakteristik in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung der Belastungszelle 78A auf. Beispielsweise sind vier Dehnungsmessstreifen 78D symmetrisch hinsichtlich der Mitte der Belastungszelle 78A in der Längsrichtung bereitgestellt. Zwei Dehnungsmessstreifen 78D sind in der Nähe der Mitte der Belastungszelle 78A in der Längsrichtung an einer Endseite bereitgestellt. Die anderen zwei Dehnungsmessstreifen 78D sind in der Nähe der Mitte der Belastungszelle 78A in der Längsrichtung auf der anderen Endseite bereitgestellt. Die Detektionsrichtungen der vier Dehnungsmessstreifen 78D sind eine Richtung, die parallel zu und eine Richtung, die senkrecht zu der Längsrichtung der Belastungszelle 78A sind. Eine Brückenschaltung ist aus den vier Dehnungsmessstreifen 78D ausgebildet, um die Dehnung, die in der Belastungszelle 78A erzeugt wird, zu detektieren bzw. zu erkennen.
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Eine Verstärkungsvorrichtung 78E ist in der Umgebung der Belastungszelle 78A bereitgestellt. Die Verstärkungsvorrichtung 78E verstärkt einen Signalausgang von einem Dehnungsmesssensor 78C. Die Verstärkungsvorrichtung 78E ist in der Aussparung 16E bereitgestellt. Die Verstärkungsvorrichtung 78E gibt ein verstärktes Signal an die Steuereinheit 24 (siehe 1) aus.
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Wie in 13 zu sehen ist, deckt eine Schirmplatte 79 die Öffnung der Aussparung 16E, in welche die Belastungszelle 78A, das Stützglied 78B und die Verstärkungsvorrichtung 78E bereitgestellt sind, ab. Die Schirmplatte 79 ist aus Metall ausgebildet. Ein Federglied 79A ist an der Schirmplatte 79 ausgebildet. Das Federglied 79A verhindert, dass die Belastungszelle 78A sich zu der Öffnungsseite der Aussparung 16E bewegt.
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Wenn der Drehmomentsensor 78 das Drehmoment, welches gleich zu oder größer als ein vorbestimmtes Drehmoment ist, detektiert, treibt die Steuereinheit 24, dargestellt in 1, den Assistenzmotor 66 entsprechend dem Drehmoment, das durch den Drehmomentsensor 78 detektiert wird/ist, an. Die Steuereinheit 24 steuert den Aktuator 64. Die Steuereinheit 24 ist an einer Schaltbetätigungseinheit, welche nicht dargestellt ist, verbunden und treibt den Aktuator 64 aufgrund des Signales von der Schaltbetätigungseinheit an. Die Schaltbetätigungseinheit wird durch einen Schaltschalter und einen Schalthebel, welche an der Lenkstange des Fahrrades bereitgestellt sind, realisiert. Die Schaltbetätigungseinheit kann an die Steuereinheit 24 via einer elektrischen Verkabelung oder drahtlos an die Steuereinheit 24 verbunden sein. Die Steuereinheit 24 kann den Aktuator 64 aufgrund beispielsweise eines Detektionssignals von einem Sensor, der an dem Fahrrad bereitgestellt ist, betreiben. Beispiele des Sensors beinhalten einen Geschwindigkeitssensor zum Detektieren der Geschwindigkeit des Fahrrades, einen Kadenzsensor zum Detektieren der Kadenz der Kurbel. Mit der Steuereinheit 24, die den Aktuator 64 antreibt, dient bzw. funktioniert die Fahrradantriebseinheit 10 als eine zweitstufige Übertragungsvorrichtung.
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Der Kraftübertragungspfad bzw. Kraftübertragungsweg der Fahrradantriebseinheit 10 wird nun beschrieben.
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Der Assistenzmotor 66 ist an das Hohlrad 42 gekoppelt. Zumindest ein Part des Schaltmechanismus 20 ist an den Übertragungspfad zwischen dem Assistenzmotor 66 und dem Ausgangspart 14 gekoppelt. Aus diesem Grund, für den Fall dass der Assistenzmotor 66 angetrieben wird, wird das Drehmoment des Assistenzmotors 66 zu dem Drehmoment, das auf das ringförmige Glied 68 übertragen wird, hinzugefügt. Dementsprechend bewegt die Steuereinheit 52 die Klinkenglieder 54 des Verbindparts 50 von der vorspringenden Position in die eingezogene Position unter Verwendung der Muskelantriebskraft und der Drehkraft des Assistenzmotors 66. Das heißt, dass der Schaltmechanismus 20 den Gangschaltzustand des Übertragungsmechanismus 18 schalten kann, unter Verwendung der Drehkraft des Assistenzmotors 66. Außerdem, wenn der Assistenzmotor 66 nicht angetrieben wird, kann die Steuereinheit 52 die Klinkenglieder 54 von dem Verbindpart 50 von der vorspringenden Position in die eingegeben Position unter Verwendung lediglich der Muskelantriebskraft bewegen.
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Die Fahrradantriebseinheit 10 übt die folgenden Effekte aus.
- (1) Der Schaltmechanismus 20 kann den Gangschaltzustand des Übertragungsmechanismus 18 unter Verwendung der Drehkraft des Assistenzmotors 66 schalten. Dementsprechend kann die Schaltleistung verbesser werden im Vergleich dazu wenn der Assistenzmotor 66 stromabwärts von dem Übertragungsmechanismus 18 gekoppelt ist.
- (2) Der Schaltmechanismus 20 umfasst die Einwegkupplung 48. Dementsprechend kann beispielsweise die Konfiguration der Fahrradantriebseinheit 10 vereinfacht werden im Vergleich dazu wenn die Steuerung der Drehung des Sonnenrades 36 mit einem Motor erfolgt.
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Eine Fahrradantriebseinheit nach einer zweiten Ausführungsform wird mit Bezugnahme zu den 14 und 15 beschrieben. Die Konfigurationen der zweiten Ausführungsform, die zu solchen der ersten Ausführungsform gleich sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und die gleichen Beschreibungen davon werden weggelassen.
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Wie in 14 gezeigt, umfasst die Fahrradantriebseinheit 10 die Eingangsdrehwelle 12, den Ausgangspart 14, das Gehäuse 16, den Assistenzmechanismus 22, einen Übertragungsmechanismus 80 und einen Schaltmechanismus 82.
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Der Übertragungsmechanismus 80 umfasst eine Übertragungswelle 84, einen Übertragungskörper 86, einen ersten drehenden Körper 88, einen zweiten drehenden Körper 90, einen dritten drehenden Körper 92 und einen vierten drehenden Körper 94.
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Die Übertragungswelle 84 ist außerhalb von der Eingangsdrehwelle 12 in der Radialrichtung angeordnet und parallel zu der Eingangsdrehwelle 12 bereitgestellt. Die Übertragungswelle 84 ist/wird durch das Gehäuse 16 drehbar gestützt. Die Übertragungswelle 84 ist um eine Mittelachse C, deren Position sich nicht hinsichtlich der Eingangsdrehwelle 12 verändert, drehbar.
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Der Übertragungskörper 86 ist in einer rohrförmigen Gestalt ausgebildet. Der Übertragungskörper 86 ist koaxial um die Eingangsdrehwelle 12 angeordnet. Der Übertragungskörper 86 wird durch die Eingangsdrehwelle 12 via einer Spline-Passverbindung, einer Presspassverbindung oder Ähnlichem gestützt, derart dass diese nicht relativ drehbar ist. Aus diesem Grunde ist der Übertragungskörper 86 integral mit der Eingangsdrehwelle 12 drehbar.
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Der erste drehende Körper 88 umfasst eine zylindrische Gestalt und ein Ende in der Axialrichtung davon ist an den Übertragungskörper 86 gepasst bzw. angepasst. Das heißt, dass der Übertragungskörper 86 die Eingangsdrehwelle 12 und den ersten drehenden Körper 88 verbindet. Ein Zahnrad 88A ist an der Außenperipherie des ersten drehenden Körpers 88 ausgebildet.
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Der zweite drehende Körper 90 ist koaxial um die Übertragungswelle 84 angeordnet. Der zweite drehende Körper 90 ist/wird durch die Übertragungswelle 84 via einer Spline-Passverbindung, einer Presspassverbindung oder Ähnlichem gestützt, derart dass dieses nicht relativ drehbar ist. Aus diesem Grund kann der zweite drehende Körper 90 integral mit der Übertragungswelle 84 um die Mittelachse C gedreht werden. Ein Zahnrad 90A ist an der Außenperipherie des zweiten drehenden Körpers 90 ausgebildet. Das Zahnrad 90A kämmt mit dem Zahnrad 88A des ersten drehenden Körpers 88. Aus diesem Grund wird das Drehmoment von dem ersten Körper 88 auf den zweiten drehenden Körper 90 via dem Übertragungskörpers 86 übertragen. Die Anzahl der Zähne des Zahnrades 90A des zweiten drehenden Körpers 90 ist geringer als die Anzahl der Zähne des Zahnrades 88A des ersten drehenden Körpers 88. Aus diesem Grund wird die Drehung des ersten drehenden Körpers 88 beschleunigt und an den zweiten drehenden Körper 90 übertragen.
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Der dritte drehende Körper 92 weist eine zylindrische Gestalt auf. Der dritte drehende Körper 92 ist um die Übertragungswelle 84 angeordnet. Der dritte drehende Körper 92 ist/wird durch die Übertragungswelle 84 via dem Schaltmechanismus 82 gestützt. Der dritte drehende Körper 92 kann drehbar durch die Übertragungswelle 84 gestützt sein. Der dritte drehende Körper 92 ist integral mit dem zweiten drehenden Körper 90 und der Übertragungswelle 84 umfasst die Mittelachse C drehbar, wenn an die Übertragungswelle 84 via dem Schaltmechanismus 82 verbunden. Die Innenperipherie des dritten drehenden Körpers 92 weist eine Vielzahl von Nuten 92B auf. Die Nuten 92B sind mit dem Schaltmechanismus 82 verbunden. Ein Zahnrad 92A ist an der Außenperipherie des dritten drehenden Körpers 92 ausgebildet.
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Der vierte drehende Körper 94 weist eine zylindrische Gestalt auf. Der vierte drehende Körper 94 ist um den Ausgangspart 14 koaxial mit dem Ausgangspart 14 angeordnet. Der vierte drehende Körper 94 ist den Ausgangspart 14 via einer Spline-Passverbindung, einer Presspassverbindung oder Ähnlichem verbunden. Aus diesem Grund kann der vierte drehende Körper 94 integral mit dem Ausgangspart 14 gedreht werden. Ein Zahnrad 94A ist an der Außenperipherie des vierten drehenden Körpers 94 ausgebildet. Das Zahnrad 94A kämmt mit dem Zahnrad 92A des dritten drehenden Körpers 92. Aus diesem Grund wird das Drehmoment von dem dritten drehenden Körper 92 auf den vierten drehenden Körper 94 übertragen. Die Anzahl der Zähne des Zahnrades 94A des vierten drehenden Körpers 94 ist geringer als die Anzahl der Zähne des Zahnrades 92A des dritten drehenden Körpers 92. Aus diesem Grund wird die Drehung des dritten drehenden Körpers 92 entschleunigt bzw. abgebremst bzw. verlangsamt bzw. verzögert zu einem vorbestimmten Geschwindigkeitsuntersetzungsverhältnis und an den vierten drehenden Körper 94 übertragen. Das Geschwindigkeitssteigerungsverhältnis zwischen dem ersten drehenden Körper 88 und dem zweiten drehenden Körper 90 ist größer als das vorbestimmte Geschwindigkeitsuntersetzungsverhältnis zwischen dem dritten drehenden Körper 92 und dem vierten drehenden Körper 94. Aus diesem Grund, wenn die Drehung von dem ersten drehenden Körper 88 auf den vierten drehenden Körper 94 via dem zweiten drehenden Körper 90 und dem dritten drehenden Körper 92 übertragen wird, ist die Drehgeschwindigkeit des vierten drehenden Körpers 94 größer als die des ersten drehenden Körpers 88.
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Der Schaltmechanismus 82 schaltet zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand. Der erste Zustand ist ein Zustand, in welchem der Ausgangspart 14 und die Eingangsdrehwelle 12 via dem Übertragungsmechanismus 80 gekoppelt sind. Der zweite Zustand ist ein Zustand, in welchem der Ausgangspart 14 und die Eingangsdrehwelle 12 ohne Zwischenschaltung des Übertragungsmechanismus 80 gekoppelt sind.
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In dem ersten Zustand erlaubt es der Schaltmechanismus 82, dass das Drehmoment zwischen der Eingangsdrehwelle 12 und dem ersten drehenden Körper 88, zwischen dem ersten drehenden Körper 88 und dem zweiten drehenden Körper 90, zwischen dem zweiten drehenden Körper 90 und dem dritten drehenden Körper 92, zwischen dem dritten drehenden Körper 92 und dem vierten drehenden Körper 94, und zwischen dem vierten drehenden Körper 94 und dem Ausgangspart 14 übertragen wird. In dem zweiten Zustand erlaubt es der Schaltmechanismus 82 nicht, dass das Drehmoment zwischen dem zweiten drehenden Körper 90 und dem dritten drehenden Körper 92 übertragen wird.
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Der Schaltmechanismus 82 umfasst die Steuereinheit 52, den Nocken 60, den Aktuator 94 und eine Einwegkupplung 96. Die Steuereinheit 52 ist zwischen der Übertragungswelle 84 und der Innenperipherie des dritten drehenden Körpers 92 angeordnet. Der Nocken 60 ist zur Betätigung der Steuereinheit 52 bereitgestellt. Der Aktuator 64 ist zur Betätigung des Nockens 60 bereitgestellt. Die Einwegkupplung 96 ist zwischen der Innenperipherie des Übertragungsmechanismus 28 und der Außenperipherie des Ausgangsparts 14 angeordnet.
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Die Steuereinheit 52 umfasst einen Verbindpart 50, zumindest einen Part, welcher zwischen der Außenperipherie der Übertragungswelle 84 und der Innenperipherie des dritten drehenden Körpers 92 angeordnet ist, und ein ringförmiges Glied 56.
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Der Verbindpart 50 ist an der Außenperipherie der Übertragungswelle 84 bereitgestellt. Der Verbindpart 50 kann die Übertragungswelle 84 und den dritten drehenden Körper 92 koppeln. Der Verbindpart 50 umfasst die Klinkenglieder 54, die aus der Übertragungswelle 84 hin zu der Innenperipherie des dritten drehenden Körpers 92 vorspringen.
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Das ringförmige Glied 56 weist eine zylindrische Gestalt auf. Das ringförmige Glied 56 ist koaxial um die Übertragungswelle 84 bereitgestellt. Das ringförmige Glied 56 kann in die Axialrichtung der Übertragungswelle 84 bewegt werden.
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Die Einwegkupplung 96 ist eine Rollenkupplung. Die Einwegkupplung 96 dreht integral die Eingangsdrehwelle 12 und den Ausgangspart 14, wenn die Drehgeschwindigkeit der Eingangsdrehwelle 12 in eine Richtung größer ist als oder gleich zu der Drehgeschwindigkeit des Ausgangsparts 14 in eine Richtung. Die Einwegkupplung 96 erlaubt eine Relativdrehung zwischen der Eingangsdrehwelle 12 und dem Ausgangspart 14, wenn die Drehgeschwindigkeit der Eingangsdrehwelle 12 in eine Richtung geringer ist als die Drehgeschwindigkeit des Ausgangsparts 14 in eine Richtung. Die Drehung in eine Richtung entspricht der Drehrichtung der Eingangsdrehwelle 12, wenn das Fahrrad (nicht dargestellt) sich nach vorne bewegt.
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Wenn das ringförmige Glied 56 sich zu der Seite weg von dem Verbindpart 50 in der Axialrichtung der Übertragungswelle 84 in eine Position weg von dem Verbindpart 50 bewegt, sind die Nuten 56B von den Klinkengliedern 54 getrennt und die Klinkenglieder 54 bewegen sich in die vorspringenden Positionen, die hin zu den Nuten 92B des dritten drehenden Körpers 92 vorspringen. In anderen Worten, wenn der Übertragungsmechanismus 80 sich in einem ersten Zustand befindet bzw. in einer ersten Stufe befindet, sind die Nuten 56B von den Klinkengliedern 54 getrennt und die Klinkenglieder 54 bewegen sich zu den vorspringenden Positionen, die hin zu den Nuten 92B des dritten drehenden Körpers 92 vorspringen. Als Ergebnis sind die Klinkenglieder 54 in die Nuten 92B gepasst. Aus diesem Grund wird der dritte drehende Körper 92 hinsichtlich der Übertragungswelle 84 und des zweiten drehenden Körpers 90 nicht relativ drehbar. Aus diesem Grund wird das Drehmoment der Übertragungswelle 84 und des zweiten drehenden Körpers 90 auf den dritten drehenden Körper 92 übertragen.
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Die Anzahl der Zähne des Zahnrades 88A des ersten drehenden Körpers 88 ist geringer als die Anzahl der Zähne des Zahnrades 94A des vierten drehenden Körpers 94. Aus diesem Grund, wenn der Schaltmechanismus 82 sich in einem Zustand befindet, dargestellt in 14, wird die Drehung, die an den Übertragungsmechanismus 80 eingegeben wird, beschleunigt und an den Ausgangspart 14 ausgegeben. Wenn der Schaltmechanismus 82 sich in einem ersten Zustand befindet, ist die Drehgeschwindigkeit der Eingangsdrehwelle 12 und des ersten drehenden Körpers 88 geringer als die Drehgeschwindigkeit des Ausgangsparts 14. Aus diesem Grund erlaubt die Einwegkupplung 96 die Relativdrehung zwischen der Eingangsdrehwelle 12 und dem ersten drehenden Körper 88 und dem Ausgangspart 14. Als Ergebnis wird die Drehung der Eingangsdrehwelle 12 durch den Übertragungsmechanismus 80 beschleunigt und an den Ausgangspart 14 ausgegeben.
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Wie in 15 dargestellt, wenn das ringförmige Glied 56 sich zu der Seite, die sich dem Verbindpart 50 in der Axialrichtung der Übertragungswelle 84 annähert, bewegt und sich in einer Position befindet, die in Berührung mit dem Verbindpart 50 steht/gelangt, das heißt wenn der Übertragungsmechanismus 80 sich in dem zweiten Zustand befindet, drücken die Nuten 56B die Klinkenglieder 54 nach unten bzw. runter. Das Klinkenglied 54 wird dadurch in eine eingezogene Position bewegt, welche von der Nut 92B des dritten drehenden Körpers 92 zurückgezogen ist. Das heißt, dass das ringförmige Glied 56 den Verbindpart 50 von dem dritten drehenden Körper 92 löst. Aus diesem Grund wird der dritte drehende Körper 92 relativ hinsichtlich der Übertragungswelle 84 und des zweiten drehenden Körpers 90 drehbar. Aus diesem Grund wird das Drehmoment der Übertragungswelle 84 und des zweiten drehenden Körpers 90 nicht an den dritten drehenden Körper 92 übertragen.
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Wenn der Schaltmechanismus 82 sich in dem zweiten Zustand, dargestellt in 15, befindet, wird das Drehmoment von dem zweiten drehenden Körper 90 an den dritten drehenden Körper 92 nicht übertragen. Aus diesem Grund, wenn der Schaltmechanismus 82 sich in dem zweiten Zustand befindet, ist die Drehgeschwindigkeit der Eingangsdrehwelle 12 und des ersten drehenden Körpers 88 größer als oder gleich zu der Drehgeschwindigkeit des Ausgangsparts 14. Aus diesem Grund dreht die Einwegkupplung 96 integral die Eingangsdrehwelle 12 und den ersten drehenden Körper 88 und den Ausgangspart 14. Aus diesem Grund wird die Drehung der Eingangsdrehwelle 12 an den Ausgangspart 14 ausgegeben, ohne dabei durch den Übertragungsmechanismus 80 beschleunigt zu werden.
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Der Assistenzmechanismus 22 umfasst einen Assistenzmotor 66. Das Zahnrad der Ausgangswelle 66A des Assistenzmotors 66 kämmt mit dem Zahnrad 90A des zweiten drehenden Körpers 90. Die Drehung des Assistenzmotors 66 wird an den zweiten drehenden Körper 90 übertragen.
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Der Drehmomentsensor 98 ist an den Übertragungskörper 86 befestigt. Der Drehmomentsensor 98 gibt ein Signal entsprechend dem Betrag des Drehmoments, das auf den Übertragungskörper 86 aufgebracht wird, an die Steuereinheit 24 aus. Die Steuereinheit 24 steuert den Assistenzmotor 66 aufgrund der Ausgabe des Drehmomentsensors 98. Der Drehmomentsensor 98 wird beispielsweise durch ein Dehnungsmesssensor realisiert. Das Signal von dem Dehnungsmesssensor wird via einer Drahtverbindung oder einer Drahtlos-Verbindung auf die Steuereinheit 24 übertragen.
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Die Fahrradantriebseinheit 10 übt die folgenden Effekte aus.
- (1) Der Schaltmechanismus 82 kann den Gangschaltzustand des Übertragungsmechanismus 80 unter Verwendung der Drehkraft des Assistenzmotors 66 schalten. Dementsprechend kann die Schaltleistung verbessert werden, im Vergleich wenn der Assistenzmotor 66 stromabwärts von dem Übertragungsmechanismus 80 gekoppelt ist.
- (2) Der Verbindpart 50 ist zwischen dem dritten drehenden Körper 92 und der Übertragungswelle 84 angeordnet, nachdem die Drehung der Eingangsdrehwelle 12 beschleunigt worden ist. Das heißt, dass der Betrag des Drehmoments, der auf den Verbindpart 50 aufgebracht wird, geringer ist als der Betrag des Drehmoments, das auf die Eingangsdrehwelle 12 aufgebracht wird. Aus diesem Grund, wenn der Übertragungsmechanismus 80 sich in dem ersten Zustand befindet und das Klinkenglied 54 des Verbindparts 50 in die Nut 92B des dritten drehenden Körpers 92 gepasst ist, kann der Betrag der Kraft, die benötigt wird für das Klinkenglied 54, um aus der Nut 92B gezogen zu werden, reduziert werden. Der Schaltmechanismus 20 schaltet die Übertragung des Drehmoments zwischen dem dritten drehenden Körper 92 und der Übertragungswelle 84, die eine höhere Drehgeschwindigkeit und ein geringeres Drehmoment als die Eingangsdrehwelle 12 hat. Aus diesem Grund kann die Übertragungsleistung verbessert werden, im Vergleich dazu wenn die Übertragung des Drehmoments zwischen den Gliedern geschalten wird, nachdem die Drehung der Eingangsdrehwelle 12 entschleunigt bzw. verlangsamt bzw. abgebremst bzw. verzögert worden ist.
- (3) Der Schaltmechanismus 20 umfasst die Einwegkupplung 96. Aus diesem Grund kann beispielsweise die Konfiguration der Fahrradantriebseinheit 10 vereinfacht werden im Vergleich dazu wenn beispielsweise eine elektrische Kupplung bereitgestellt wird und die Übertragung des Drehmoments zwischen dem Ausgangspart 14 und der Eingangsdrehwelle 12 oder dem ersten drehenden Körper 88 gesteuert wird.
- (4) Der Assistenzmotor 66 überträgt das Drehmoment an den vierten drehenden Körper 94. Aus diesem Grund kann der Betrag des Drehmoments, das auf den Verbindpart 50 aufgebracht wird, reduziert werden im Vergleich dazu wenn das Drehmoment des Assistenzmotors 66 stromaufwärts von dem vierten drehenden Körper 94 an dem Kraftübertragungspfad von der Eingangsdrehwelle 12 zu dem Ausgangspart 14 übertragen wird. Als Ergebnis kann die Übertragungsleistung, die durch das Drehmoment von dem Assistenzmotor 66 reduziert wird, unterdrückt werden.
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Die spezifische Form, die die Fahrradantriebseinheit einnimmt, ist nicht auf die Formen, die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen veranschaulicht sind, beschränkt. Die Fahrradantriebseinheit kann unterschiedliche Formen unterschiedlich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen einnehmen. Die modifizierten Beispiele der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, wie nachfolgend erläutert, sind Beispiele von unterschiedlichen Formen, die die Fahrradantriebseinheit einnehmen kann.
- • Der Assistenzmotor 66 der ersten Ausführungsform kann an den Träger 40 oder die Eingangsdrehwelle 12 via dem Untersetzungsmechanismus 68 verbunden werden. Kurzum kann das Drehmoment des Motors 66 an jeden drehenden Körper 94 übertragen werden, solange sich der drehende Körper stromabwärts von dem Hohlrad 42 befindet, an welchen das ringförmige Glied 56 des Schaltmechanismus 20 gekoppelt ist/wird, an dem Kraftübertragungspfad von der Eingangsdrehwelle 12 zu dem Ausgangspart 14.
- • Der Verbindpart 50 der ersten Ausführungsform kann an dem gegenüberliegenden Abschnitt 16A bereitgestellt sein. In diesem Fall sind die Nuten 56B an der Außenperipherie des ringförmigen Gliedes 56 ausgebildet. Außerdem bewegt der Schaltmechanismus 20 die Klinkenglieder 54 zwischen den vorspringenden Positionen, welche in die Nuten, die an der Außenperipherie der Übertragungswelle 26 ausgebildet sind, vorspringen, und den eingegeben Positionen, welche von den Nuten, die an der Außenperipherie der Übertragungswelle 26 ausgebildet sind, zurückgezogen sind.
- • Der Planetenradmechanismus 30 der ersten Ausführungsform kann wie nachfolgend unter (A)–(E) erläutert modifiziert werden.
- (A) Die Drehung der Eingangsdrehwelle 12 wird an das Hohlrad, welches ein Eingangskörper ist, eingegeben. Die Drehung des Trägers, welches ein Ausgangskörper ist, wird an den Ausgangspart 14 ausgegeben. Die Drehung des Sonnenrades, welches ein zu steuernder drehender Körper ist, und welches auch ein Übertragungskörper ist, wird durch den Schaltmechanismus gesteuert.
- (B) Die Drehung der Eingangsdrehwelle 12 wird an den Träger, welcher ein Eingangskörper ist, eingegeben. Die Drehung des Sonnenrades, welches ein Ausgangskörper ist, wird an den Ausgangspart 14 ausgegeben. Die Drehung des Hohlrades, welches ein zu steuernder drehender Körper ist, und ebenfalls ein Übertragungskörper ist, wird durch den Schaltmechanismus gesteuert.
- (C) Die Drehung der Eingangsdrehwelle 12 wird an das Sonnenrad eingegeben, welches ein Eingangskörper ist. Die Drehung des Trägers, welches ein Ausgangskörper ist, wird an den Ausgangspart 14 ausgegeben. Die Drehung des Hohlrades, welches ein zusteuernder drehender Körper ist, und welcher auch ein Übertragungskörper ist, wird durch den Schaltmechanismus gesteuert.
- (D) Die Drehung der Eingangsdrehwelle 12 wird an das Sonnenrad, welches ein Eingangskörper ist, eingegeben. Die Drehung des Hohlrades, welches ein Ausgangskörper ist, wird an den Ausgangspart 14 ausgegeben. Die Drehung des Trägers, welcher ein zu steuernder drehender Körper ist, und auch ein Übertragungskörper ist, wird durch den Schaltmechanismus gesteuert.
- (E) Die Drehung der Eingangsdrehwelle 12 wird an den Träger eingegeben, welcher ein Eingangskörper ist. Die Drehung des Sonnenrades, welches ein Ausgangskörper ist, wird an den Ausgangspart 14 ausgegeben. Die Drehung des Trägers, welcher ein zusteuernder drehender Körper ist, und auch ein Übertragungskörper ist, wird durch den Schaltmechanismus gesteuert.
- • Der Assistenzmotor 66 der zweiten Ausführungsform kann an den ersten drehenden Körper 88, die Eingangsdrehwelle 12, die Übertragungswelle 84 oder die Übertragungswelle 84 via dem Untersetzungsmechanismus 68 verbunden werden. Kurzum kann das Drehmoment des Motors 66 an die Übertragungswelle 84, an welche das ringförmige Glied 56 des Schaltmechanismus gekoppelt ist/wird, oder an jeden drehenden Körper, der sich von der Übertragungswelle 84 an den Kraftübertragungspfad von der Eingangsdrehwelle 12 an den Ausgangspart 14 befindet, übertragen werden.
- • Der Verbindpart 50 der zweiten Ausführungsform kann an der Innenperipherie des dritten drehenden Körpers 92 bereitgestellt sein. In diesem Fall sind die Nuten 56B des ringförmigen Gliedes 56 in einer Gestalt ausgebildet, die den Verbindpart 50 nach unten, radial nach außen halten kann. Außerdem bewegt der Schaltmechanismus 82 die Klinkenglieder 54 zwischen den vorspringenden Positionen, welche in Nuten, die an der Außenperipherie der Übertragungswelle 84 ausgebildet sind, vorspringen, und den eingezogenen Positionen, welche von den Nuten, die an der Außenperipherie der Übertragungswelle 26 ausgebildet sind, zurückgezogen sind.
- • Der Übertragungsmechanismus 80 der zweiten Ausführungsform kann in einen Übertragungsmechanismus verändert werden, der die Drehung, die an die Eingangsdrehwelle 12 eingegeben worden ist, entschleunigt bzw. abbremst bzw. verlangsamt und diese ausgibt. In diesem Fall wird der gleiche Schaltmechanismus wie der Schaltmechanismus 82 zwischen dem ersten drehenden Körper 88 und dem Ausgangspart 14 anstatt der Einwegkupplung 96 bereitgestellt, um den Kraftübertragungspfad zu steuern.
- • Die Einwegkupplungen 48 und 96 der ersten und zweiten Ausführungsformen können eine Einwegkupplung sein, die mit einem Ratschenmechanismus bereitgestellt ist.
- • Eine Einwegkupplung, die eine Rückwärtsdrehung des Ausgangsparts 14 verhindert, kann an der Fahrradantriebseinheit 10 der ersten und zweiten Ausführungsform bereitgestellt sein. Die Einwegkupplung kann beispielsweise zwischen der Eingangsdrehwelle 12 und dem Übertragungskörper (Sonnenrad 36) bereitgestellt sein.
- • Der Untersetzungsmechanismus 68 der ersten und zweiten Ausführungsformen kann weggelassen werden.
- • Die Fahrradantriebseinheit 10 der ersten und zweiten Ausführungsformen kann radial außerhalb der Kurbelwelle bereitgestellt sein. In diesem Fall wird ein Übertragungsmechanismus zum Eingeben der Drehung der Kurbelwelle an die Eingangsdrehwelle bereitgestellt.
- • Der Aktuator 64 der ersten und zweiten Ausführungsformen kann weggelassen werden. In diesem Fall ist die Betätigungsvorrichtung, die an dem Fahrrad befestigt ist und der Schaltmechanismus 20 und 82 durch ein Kabel bzw. Draht verbunden und der Nocken 60 wird durch Betätigung des Drahtes betätigt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrradantriebseinheit
- 12
- Eingangsdrehwelle (Kurbelwelle)
- 14
- Ausgangspart
- 14A
- Befestigungsabschnitt
- 16A
- gegenüberliegender Abschnitt
- 16C
- Nut
- 18
- Übertragungsmechanismus
- 20
- Schaltmechanismus
- 26
- Übertragungswelle (zu steuernder drehender Körper, Stützglied)
- 30
- Planetenradmechanismus
- 36
- Sonnenrad (Übertragungskörper)
- 38
- Planetenrad
- 40
- Träger (drehender Körper)
- 42
- Hohlrad (Ausgangskörper, der andere drehende Körper)
- 48
- Einwegkupplung (Rollenkupplung)
- 50
- Verbindpart
- 52
- Steuereinheit
- 54
- Klinkenglied
- 56
- ringförmiges Glied
- 56B
- Nut
- 60
- Nocken
- 64
- Aktuator
- 66
- Assistenzmotor
- 80
- Übertragungsmechanismus
- 82
- Schaltmechanismus
- 84
- Übertragungswelle
- 86
- Übertragungskörper
- 88
- erster drehender Körper
- 90
- zweiter drehender Körper
- 92
- dritter drehender Körper (zu steuernder drehender Körper)
- 92B
- Nut
- 94
- vierter drehender Körper
- 94A
- Zahnrad
- 96
- Einwegkupplung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2015-063155 [0001]
- JP 5523636 [0003]
