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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung JP 2016-016434 , eingereicht am 29. Januar 2016. Der gesamte Offenbarungsgehalt der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-016434 ist hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
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Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Fahrradantriebsvorrichtung.
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Die US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 2012/0010036 beschreibt eine Fahrradantriebsvorrichtung, welche einen ersten Motor, einen zweiten Motor und einen Planetenmechanismus einschließt. Der Planetenmechanismus schließt einen Antriebskörper ein welcher einen Muskelantrieb empfängt an einer Kurbel, einen Abtriebskörper, welcher dreht, wenn der Antriebskörper dreht, sowie einen Übertragungskörper, welcher Drehung des Antriebskörpers überträgt an den Abtriebskörper. Der erste Motor überträgt ein Drehmoment an den Abtriebskörper des Planetenmechanismus, und der zweite Motor überträgt ein Drehmoment an den Übertragungskörper des Planetenmechanismus.
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Wenn die Kurbel und der erste Motor angetrieben sind/werden zum Drehen des Abtriebskörpers, wirkt eine Reaktionskraft an einer Drehwelle des zweiten Motors in einer Richtung, welche der Drehrichtung entgegengesetzt ist. Da der zweite Motor Drehung zu erzeugen hat, welche der Reaktionskraft entgegenwirkt, ist es schwierig, die Ausmaße des zweiten Motors zu reduzieren.
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Es ist eine Aufgabe des Gegenstandes der vorliegenden Offenbarung, eine Fahrradantriebsvorrichtung bereitzustellen, welche ein Reduzieren von Ausmaßen des zweiten Motors ermöglicht.
- (1) Ein erster Aspekt des Gegenstandes der vorliegenden Offenbarung ist eine Fahrradantriebsvorrichtung, einschließend einen ersten Planetenmechanismus, einen ersten Motor, einen zweiten Motor und einen Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus. Der erste Planetenmechanismus schließt einen ersten Antriebskörper ein, zu welchem eine Drehung eingegeben ist/wird, einen ersten Abtriebskörper, welcher dreht, wenn der erste Antriebskörper dreht, und einen ersten Übertragungskörper, welcher Drehung des ersten Antriebskörpers überträgt an den ersten Abtriebskörper. Der erste Motor ist fähig eines Drehens zumindest eines des ersten Antriebskörpers, des ersten Abtriebskörpers und der Kurbel. Der Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus reduziert die Geschwindigkeit von Drehung, erzeugt durch den zweiten Motor, und überträgt die Drehung an den ersten Übertragungskörper.
- (2) In einem zweiten Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt schließt der Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus einen zweiten Planetenmechanismus ein, einschließend einen zweiten Antriebskörper, zu welchem eine durch den zweiten Motor erzeugte Drehung eingegeben ist/wird, einen zweiten Abtriebskörper, welcher dreht, wenn der zweite Antriebskörper dreht, und einen zweiten Übertragungskörper, welcher Drehung des zweiten Antriebskörpers überträgt an den zweiten Abtriebskörper.
- (3) In einem dritten Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte schließt der zweite Antriebskörper ein zweites Sonnenrad ein, schließt der zweite Abtriebskörper ein zweites Planetenrad und einen zweiten Träger ein, und schließt der zweite Übertragungskörper ein zweites Hohlrad ein.
- (4) Ein vierter Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte schließt weiter ein Gehäuse ein, in welchem des zweite Hohlrad gestützt ist/wird in einer nicht-drehbaren Weise durch das Gehäuse.
- (5) In einem fünften Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte schließt der erste Antriebskörper ein erstes Hohlrad ein, schließt der erste Abtriebskörper ein erstes Planetenrad und einen ersten Träger ein, schließt der erste Übertragungskörper ein erstes Sonnenrad ein, schließt das erste Planetenrad einen ersten Radabschnitt bzw. Zahnkranz bzw. ein erstes Ritzel ein, welcher mit dem ersten Hohlrad in Eingriff steht bzw. gelangt, sowie einen zweiten Radabschnitt bzw. Zahnkranz bzw. ein zweites Ritzel, welcher mit dem ersten Sonnenrad in Eingriff steht bzw. gelangt, und unterscheidet sich der erste Radabschnitt vom zweiten Radabschnitt in der Anzahl von Zähnen.
- (6) In einem sechsten Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte schließt der erste Abtriebskörper ein erstes Hohlrad ein, schließt der erste Antriebskörper ein erstes Planetenrad und einen ersten Träger ein, schließt der erste Übertragungskörper ein erstes Sonnenrad ein, schließt das erste Planetenrad einen ersten Radabschnitt ein, welcher mit dem ersten Hohlrad in Eingriff steht bzw. gelangt, sowie einen zweiten Radabschnitt, welcher mit dem ersten Sonnenrad in Eingriff steht bzw. gelangt, und unterscheidet sich der erste Radabschnitt vom zweiten Radabschnitt in der Anzahl von Zähnen.
- (7) In einem siebten Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte weist der erste Radabschnitt weniger Zähne auf als der zweite Radabschnitt.
- (8) In einem achten Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte schließt der erste Antriebskörper ein erstes Hohlrad ein, schließt der erste Abtriebskörper ein erstes Planetenrad und einen ersten Träger ein, schließt der erste Übertragungskörper ein erstes Sonnenrad ein, und drehen der erste Antriebskörper und der zweite Übertragungskörper als eine Einheit miteinander.
- (9) In einem neunten Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte schließt der erste Antriebskörper ein erstes Planetenrad und einen ersten Träger ein, schließt der erste Abtriebskörper ein erste Hohlrad ein, schließt der erste Übertragungskörper ein erstes Sonnenrad ein, und drehen der erste Abtriebskörper und der zweite Übertragungskörper als eine Einheit miteinander.
- (10) In einem zehnten Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte weist das erste Sonnenrad dieselbe Anzahl von Zähnen auf wie das zweite Sonnenrad.
- (11) In einem elften Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte weist das erste Hohlrad dieselbe Anzahl von Zähnen auf wie das zweite Hohlrad.
- (12) In einem zwölften Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte ist der zweite Planetenmechanismus koaxial mit dem ersten Planetenmechanismus.
- (13) In einem dreizehnten Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte ist der zweite Planetenmechanismus koaxial, und ist der erste Planetenmechanismus koaxial mit der Kurbelwelle und befindlich an einer Außenseite in einer Radialrichtung der Kurbelwelle.
- (14) In einem vierzehnten Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte schließt die Kurbel eine Kurbelwelle ein, und schließt die Kurbelwelle einen Abschnitt ein, befindlich an einer Außenseite in einer Radialrichtung des ersten Planetenmechanismus von einem Außenumfangsabschnitt des ersten Planetenmechanismus.
- (15) In einem fünfzehnten Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte weist der erste Planetenmechanismus eine Achse auf, welche parallel ist zu derjenigen der Kurbelwelle, schließt der erste Motor eine Abtriebswelle ein, aufweisend eine Achse, welche parallel ist zur Achse der Kurbelwelle, und ist der erste Motor befindlich benachbart zur Kurbelwelle bei einer Position, welche getrennt ist/wird vom ersten Planetenmechanismus in einer Umfangsrichtung der Kurbelwelle.
- (16) In einem sechzehnten Aspekt der Fahrradantriebsvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Aspekte schließt der zweite Motor eine Abtriebswelle ein, welche koaxial ist mit dem ersten Antriebskörper.
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Die Fahrradantriebsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung ermöglicht ein Ausführen eines Steuerns gemäß den Fahrbedingungen und Ähnlichem.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrades, einschließend ein Fahrradgangwechselsystem einer ersten Ausführungsform.
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2 ist eine Querschnittsansicht der Fahrradantriebsvorrichtung, wie gezeigt in 1.
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3 ist eine Querschnittsansicht, zeigend eine Fahrradantriebsvorrichtung einer zweiten Ausführungsform.
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4 ist eine Querschnittsansicht, zeigend eine Fahrradantriebsvorrichtung einer dritten Ausführungsform.
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5 ist eine Querschnittsansicht, zeigend eine Fahrradantriebsvorrichtung der vierten Ausführungsform.
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6 ist eine Querschnittsansicht, zeigend eine Fahrradantriebsvorrichtung einer fünften Ausführungsform.
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7 ist ein schematisches Diagramm eines Schaltmechanismus, wie gezeigt in 6, wenn eine Kurbelwelle gedreht ist/wird in einer ersten Richtung.
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8 ist ein schematisches Diagramm des Schaltmechanismus, wie gezeigt in 6, wenn eine Kurbelwelle gedreht ist/wird in einer zweiten Richtung.
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9 ist eine Querschnittsansicht, zeigend die Fahrradantriebsvorrichtung der dritten Ausführungsform.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine Seitenansicht eines Pedelecs (im Folgenden bezeichnet als "das Fahrrad 10"), an welchem eine Fahrradantriebsvorrichtung 30 montiert ist/wird. In einem Beispiel schließt das Fahrrad 10 eine Kurbel 12, zwei Pedalen 14, einen Vorderzahnkranz 16, einen Hinterzahnkranz 18 sowie eine Kette 20 ein. Die Kurbel 12 schließt zwei Kurbelarme 22 und eine Kurbelwelle 32 ein.
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Die zwei Kurbelarme 22 sind/werden jeweils gekoppelt an die zwei Enden der Kurbelwelle 32, um drehbar zu sein als eine Einheit mit der Kurbelwelle 32. Jede Pedale 14 schließt einen Pedalkörper 14A und eine Pedalwelle 14B ein. Die Pedalwelle 14B ist/wird gekoppelt an den entsprechenden Kurbelarm 22, um drehbar zu sein als eine Einheit mit dem Kurbelarm 22. Der Pedalkörper 14A ist/wird gestützt durch die Pedalwelle 14B, um drehbar zu sein in Bezug auf die Pedalwelle 14B.
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Der Vorderzahnkranz 16 ist/wird gekoppelt an einen Abtrieb 34 einer Fahrradantriebsvorrichtung 30 (s. 2). Der Hinterzahnkranz 18 ist/wird gekoppelt an ein Antriebsrad (nicht gezeigt). Die Kette 20 verläuft um den Vorderzahnkranz 16 und Hinterzahnkranz 18. In einem Beispiel ist das Antriebsrad ein Hinterrad. Die Nabe des Antriebsrads, welches gekoppelt ist/wird an den hinteren Zahnkranz 18, kann ausgestaltet sein/werden, um eine Rücktrittbremse einzuschließen.
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Wie in 2 zu sehen, schließt die Fahrradantriebsvorrichtung 30 einen ersten Planetenmechanismus 36, einen ersten Motor 38, einen zweiten Motor 40 und einen Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 42 ein. In einem Beispiel schließt die Fahrradantriebsvorrichtung 30 weiter die Kurbelwelle 32, ein Gehäuse 44 und einen Steuerer 46 ein. Die Fahrradantriebsvorrichtung 30 unterstützt eine Muskelkraft welche eingegeben ist/wird an der Kurbel 12. Die Kurbelwelle 32 ist/wird gestützt durch das Gehäuse 44, um drehbar zu sein in Bezug auf das Gehäuse 44. Die Kurbelwelle 32 schließt ein Axialende ein, gestützt durch das Gehäuse 44 mit einem Lager 33A, sowie ein anderes Axialende, gestützt durch den Abtrieb 34 mit einem Lager 33B. Die Kurbelwelle 32 ist/wird gedreht in Bezug auf das Gehäuse 44 in einer Vorwärtsdrehrichtung, in welcher sich das Fahrrad 10 vorwärts bewegt (im Folgenden bezeichnet als "die erste Richtung RA") und in einer Richtung, der Vorwärtsdrehrichtung entgegengesetzt (im Folgenden bezeichnet als "zweite Richtung RB"). Die Kurbelwelle 32 kann massiv oder hohl sein.
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Der erste Planetenmechanismus 36, der erste Motor 38, der zweite Motor 40, der Abtrieb 34, die Kurbelwelle 32, der Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 42, und der Steuerer 46 sind/werden angeordnet im Gehäuse 44. Es ist/wird bevorzugt, dass der Steuerer 46 angeordnet ist/wird im Gehäuse 44. Jedoch kann der Steuerer 46 angeordnet sein/werden außerhalb des Gehäuses 44, z. B. am Rahmen des Fahrrades 10.
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Die zwei Enden der Kurbelwelle 32 springen hervor aus dem Gehäuse 44. Drehantrieb von den Pedalen 14 (s. 1) an die Kurbelwelle 32 ist/wird übertragen an den ersten Antriebskörper 48 des ersten Planetenmechanismus 36, wie gezeigt in 2.
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Der Abtrieb 34 ist röhrenförmig und schließt eine Bohrung 34A ein. Die Kurbelwelle 32 erstreckt sich durch die Bohrung 34A. Der Abtrieb 34 ist/wird gedreht um die Achse der Kurbelwelle 32. Drehung eines ersten Abtriebskörpers 50 des ersten Planetenmechanismus 36 ist/wird übertragen an den Abtrieb 34. Ein Ende des Abtriebs 34 springt hervor aus dem Gehäuse 44. Der Abtrieb 34 ist/wird drehbar gestützt durch das Gehäuse 44 mit einem Lager 33C. Der Abschnitt des Abtriebs 34, welcher hervorspringt von dem Gehäuse 44, ist/wird gekoppelt durch eine Bolzen B an den Vorderzahnkranz 16. Der Bolzen B ist/wird festgemacht an der Bohrung 34A des Abtriebs 34 zum Fixieren des Abtriebs 34 an den Vorderzahnkranz 16. Splines können ausgeformt sein/werden im Außenumfangsabschnitt des Abtriebs 34. Z. B. kann der Vorderzahnkranz 16 in Eingriff stehen bzw. gelangen mit den Splines zum Beschränken von Drehung des Vorderzahnkranzes 16 bezüglich der Kurbelwelle 32. Weiter kann eine Stufe ausgeformt sein/werden im Außenumfangsabschnitt der Kurbelwelle 32 zum Kooperieren mit dem Bolzen B und Beschränken von Axialbewegung des Vorderzahnkranzes 16. Der Vorderzahnkranz 16 und der Bolzen B können gekoppelt sein/werden an den Außenumfangsabschnitt des Abtriebs 34. Der Vorderzahnkranz 16 kann eine Rolle sein.
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Der erste Planetenmechanismus 36 ist ein Planetengetriebemechanismus. Der erste Planetenmechanismus 36 schließt den ersten Antriebskörper 48, einen ersten Übertragungskörper 52 und den ersten Abtriebskörper 50 ein. Der erste Planetenmechanismus 36 ist koaxial mit der Kurbelwelle 32 und befindlich an der Außenseite der Kurbelwelle 32 in der Radialrichtung.
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Bezugnehmend auf 2 ist/wird die Drehung der Kurbelwelle 32 eingegeben an den ersten Antriebskörper 48. Der erste Antriebskörper 48 ist ringförmig. Weiter ist der erste Antriebskörper 48 koaxial mit der Kurbelwelle 32 und fixiert an die Kurbelwelle 32. Der erste Antriebskörper 48 schließt ein erstes Hohlrad 48A und einen ersten Motorzahnkranz bzw. ein erstes Motorritzel 48B ein. Das erste Hohlrad 48A ist/wird ausgeformt am Innenumfangsabschnitt des ersten Antriebskörpers 48. Der erste Motorzahnkranz 48B ist/wird ausgeformt im Außenumfangsabschnitt des ersten Antriebskörpers 48. Der erste Antriebskörper 48 ist/wird splineverbunden oder pressgepasst an den Außenumfangsabschnitt der Kurbelwelle 32. Der erste Antriebskörper 48 ist/wird daher gedreht als eine Einheit mit der Kurbelwelle 32.
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Der erste Übertragungskörper 52 überträgt die Drehung des ersten Antriebskörpers 48 an den ersten Abtriebskörper 50. Der erste Übertragungskörper 52 schließt ein erste Sonnenrad 52A ein. Der erste Übertragungskörper 52 ist ringförmig. Der erste Übertragungskörper 52 ist/wird drehbar gestützt durch den Abtrieb 34 mit einem Lager.
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Der erste Abtriebskörper 50 dreht, wenn der erste Antriebskörper 48 dreht. Der erste Abtriebskörper 50 schließt erste Planetenräder 54, erste Planetenstifte 56 und einen ersten Träger 58 ein. Das erste Planetenrad 54 sind befindlich zwischen dem ersten Sonnenrad 52A und dem ersten Hohlrad 48A. Jedes erste Planetenrad 54 schließt einen ersten Radabschnitt 54A und einen zweiten Radabschnitt 54B ein. Der erste Radabschnitt 54A unterscheidet sich zweiten Radabschnitt 54B in der Anzahl von Zähnen. Der erste Radabschnitt 54A weist weniger Zähne auf als der zweite Radabschnitt 54B. Das erste Planetenrad 54 ist ein gestuftes Planetenrad. Die Zähne des ersten Radabschnitts 54A stehen bzw. gelangen in Eingriff mit Zähnen des ersten Hohlrads 48A. Die Zähne des zweiten Radabschnitts 54B stehen bzw. gelangen in Eingriff mit Zähnen des ersten Sonnenrads 52A.
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Jeder erste Planetenstift 56 erstreckt sich durch das entsprechende erste Planetenrad 54 in der Axialrichtung. Der erste Planetenstift 56 ist beweglich als eine Einheit mit dem ersten Träger 58. Jedes erste Planetenrad 54 ist/wird gestützt durch den entsprechenden ersten Planetenstift 56 in einer drehbaren Weise in Bezug auf den ersten Planetenstift 56. Der erste Planetenstift 56 ist/wird gestützt durch den ersten Träger 58. Das erste Planetenrad 54 und der entsprechende erste Planetenstift 56 sind koaxial. Der erste Planetenstift 56 kann drehbar gestützt sein/werden durch den ersten Träger 58 und fixiert an das entsprechende erste Planetenrad 54. Der erste Träger 58 ist ringförmig.
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Drehung des ersten Trägers 58 ist/wird ausgegeben an den Abtrieb 34. Der Innenumfangsabschnitt des ersten Trägers 58 ist/wird splineverbunden oder pressgepasst an den Außenumfangsabschnitt des Abtriebs 34. Der erste Abtriebskörper 50 dreht daher als eine Einheit mit dem Abtrieb 34.
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Der erste Motor 38 ist/wird gestützt durch das Gehäuse 44. Der erste Motor 38 ist befindlich an der Außenseite der Kurbelwelle 32 in der Radialrichtung der Kurbelwelle 32. Der erste Motor 38 ist fähig eines Drehens des ersten Antriebskörpers 48. Der erste Motor 38 weist die erste Abtriebswelle 38A auf, einschließend einen Zahnkranz bzw. ein Ritzel 38B, welches in Eingriff steht bzw. gelangt mit dem ersten Motorzahnkranz 48B des ersten Antriebskörpers 48. Der Zahnkranz 38B weist weniger Zähne auf als der erste Motorzahnkranz 48B. Die Geschwindigkeit der durch den ersten Motor 38 erzeugten Drehung ist/wird daher reduziert und deren Drehmoment erhöht, wenn übertragen an den ersten Antriebskörper 48.
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Der zweite Motor 40 ist/wird gestützt durch das Gehäuse 44. Der zweite Motor 40 schließt eine Abtriebswelle ein, welche koaxial ist mit dem ersten Antriebskörper 48. Der zweite Motor 40 ist fähig eines Drehens des ersten Übertragungskörpers 52 mit dem Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 42.
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Der Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 42 reduziert die Geschwindigkeit der durch den zweiten Motor 40 erzeugten Drehung, und überträgt die Drehung an den ersten Übertragungskörper 52. Der Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 42 schließt einen zweiten Planetenmechanismus 60 ein. Der zweite Planetenmechanismus 60 ist ein Planetengetriebemechanismus. Der zweite Planetenmechanismus 60 schließt einen zweiten Antriebskörper 62, einen zweiten Abtriebskörper 64 und einen zweiten Übertragungskörper 66 ein. Die Achse des zweiten Planetenmechanismus 60 fällt zusammen mit der Achse der Kurbelwelle 32. Der zweite Planetenmechanismus 60 und der erste Planetenmechanismus 36 sind koaxial.
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Die Drehung des zweiten Motors 40 ist/wird eingegeben an den zweiten Antriebskörper 62, welcher ringförmig ist. Der zweite Antriebskörper 62 ist/wird drehbar gestützt durch den Abtrieb 34 mit einem Lager. Der zweite Antriebskörper 62 schließt ein zweites Sonnenrad 62A ein. Das zweite Sonnenrad 62A ist/wird ausgeformt einstückig mit der Abtriebswelle des zweiten Motors 40. In einem anderen Beispiel ist das zweite Sonnenrad 62A separat von der Abtriebswelle des zweiten Motors 40 und gekoppelt an die Abtriebswelle des zweiten Motors 40. Das erste Sonnenrads 52A weist dieselbe Anzahl von Zähnen auf wie das zweite Sonnenrad 62A. Die Anzahl von Zähnen des ersten Sonnenrads 52A kann verschieden sein von der Anzahl von Zähnen des zweiten Sonnenrads 62A. Die Ausgabewelle des zweiten Motors 40 ist ringförmig.
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Der zweite Übertragungskörper 66 überträgt die Drehung des zweiten Antriebskörpers 62 an den zweiten Abtriebskörper 64. Der zweite Übertragungskörper 66 schließt ein zweites Hohlrad 66A ein. Das zweite Hohlrad 66A ist/wird gestützt durch das Gehäuse 44 in einer nicht-drehbaren Weise. Der zweite Übertragungskörper 66 können ausgeformt sein/werden einstückig mit dem Gehäuse 44. Alternativ kann der zweite Übertragungskörper 66 ausgeformt sein/werden getrennt vom Gehäuse und gekoppelt sein/werden an das Gehäuse 44. Das erste Hohlrad 48A weist dieselbe Anzahl von Zähnen auf wie das zweite Hohlrad 66A. Die Anzahl von Zähnen des ersten Hohlrads 48A kann verschieden sein von der Anzahl von Zähnen des zweiten Hohlrads 66A.
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Der zweite Abtriebskörper 64 dreht, wenn der zweite Antriebskörper 62 dreht. Der zweite Abtriebskörper 64 schließt zweite Planetenräder 68, zweite Planetenstifte 70 und einen zweiten Träger 72 ein. Jedes zweite Planetenrad 68 ist befindlich zwischen dem zweiten Sonnenrad 62A und dem zweiten Hohlrad 66A und steht bzw. gelangt in Eingriff mit dem zweiten Sonnenrad 62A und dem zweiten Hohlrad 66A.
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Jeder zweite Planetenstift 70 erstreckt sich durch das entsprechende zweite Planetenrad 68 in der Axialrichtung. Der zweite Planetenstift 70 ist beweglich als eine Einheit mit dem zweiten Träger 72. Jedes zweite Planetenrad 68 ist/wird gestützt durch den entsprechenden zweiten Planetenstift 70 in einer drehbaren Weise in Bezug auf den zweiten Planetenstift 70. Der zweite Planetenstift 70 ist/wird gestützt durch den zweiten Träger 72. Das zweite Planetenrad 68 und der entsprechende zweite Planetenstift 70 sind koaxial. Der zweite Planetenstift 70 kann drehbar gestützt sein/werden durch den zweiten Träger 72 und fixiert an das entsprechende zweite Planetenrad 68. Der zweite Träger 72 ist ringförmig.
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Drehung des en zweiten Trägers 72 ist/wird ausgegeben an den ersten Übertragungskörper 52. Der zweite Träger 72 ist/wird ausgeformt einstückig mit dem ersten Übertragungskörper 52. In einem anderen Beispiel ist das zweite Sonnenrad 72 ausgeformt separat vom ersten Übertragungskörper 52 und gekoppelt an den Außenumfangsabschnitt des ersten Übertragungskörpers 52 in einer nichtdrehbaren Weise. Der zweite Träger 72 dreht als eine Einheit mit dem ersten Übertragungskörper 52. Der zweite Träger 72 und der zweiten Antriebskörpers 62 sind/werden drehbar gestützt durch den Abtrieb 34 mit Lagern 33D.
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Der Steuerer 46 schließt eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) und einen Speicher ein. Der Steuerer schließt weiter eine Leiterplatine ein, an welcher die CPU und der Speicher montiert sind/werden. In einem Beispiel schließt der Speicher einen nicht-flüchtigen Speicher ein und speichert durch die CPU ausgeführte Steuerprogramme und verschiedene Arten von Einstellinformation. Der Steuerer 46 ist/wird elektrisch verbunden an den ersten Motor 38 und den zweiten Motor 40. Der Steuerer 46 empfängt Signale von verschiedenen Arten von Sensoren. Es ist/wird bevorzugt dass die Sensoren einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor einschließen, welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert. Der Steuerer 46 und die Motoren 38 und 40 sind/werden gespeist mit Strom von einer Batterie (nicht gezeigt) welche angeordnet ist/wird am Fahrrad 10.
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Der Steuerer 46 steuert den ersten Motor 38 und den zweiten Motor 40. Insbesondere steuert der Steuerer 46 die durch den ersten Motor 38 erzeugte Drehung und die durch den zweiten Motor 40 erzeugte Drehung gemäß zumindest einem der Muskelleistung, der Drehzahl der Kurbelwelle 32 und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Steuerer 46 steuert das Abtriebsdrehmoment des ersten Motors 38 gemäß der Muskelleistung basierend auf einem Hilfsverhältnis, welches eingestellt ist/wird im Vorhinein. Die Muskelleistung ist/wird berechnet von z. B. dem Drehmoment des zweiten Motors 40. Das Drehmoment des zweiten Motors 40 kann detektiert sein/werden zum Schätzen der Muskelleistung. Der Steuerer 46 kann den ersten Motor 38 und den zweiten Motor 40 steuern in einem aus einem ersten Modus, einem zweiten Modus, einem dritten Modus und einem vierten Modus. Der Steuerer 46 treibt nur den ersten Motor 38 an im ersten Modus, treibt sowohl den ersten Motor 38 und den zweiten Motor 40 an Im zweiten Modus, treibt nur den zweiten Motor 40 an im dritten Modus, und treibt keinen des ersten Motors 38 und des zweiten Motors 40 an im vierten Modus. Eine Betätigungseinheit kann verwendet werden zum Wählen jedes Modus. Das Drehmoment des zweiten Motors 40 ist proportional zum Drehmoment des ersten Antriebskörpers 48. Der Steuerer 46 kann daher das Drehmoment detektieren des zweiten Motors 40 zum Erhalten der Muskelleistung. Auch wenn das Drehmoment des ersten Antriebskörpers 48 erzeugt ist/wird durch den ersten Motor 38 und die Muskelleistung, steuert der Steuerer 46 das Drehmoment des ersten Motors 38. Dies erlaubt ein Erhalten allein der Muskelleistung. Das Drehmoment des zweiten Motors 40 kann erhalten sein/werden durch Detektieren des Stroms des zweiten Motors 40. Alternativ kann das Drehmoment des zweiten Motors 40 erhalten sein/werden vom Strom angewendet am zweiten Motor 40 oder von Steuerparametern des Steuerers 46 für den zweiten Motor 40. Die Drehzahl der Kurbelwelle 32 ist/wird berechnet von z. B. der Drehzahl des ersten Motors 38. Der Steuerer 46 kann die Drehzahl berechnen der Kurbelwelle 32 von der Drehzahl des ersten Motors 38. Der Steuerer 46 bestimmt die Drehzahl des ersten Motors 38 vom Strom des ersten Motors 38 oder dem Detektionssignal eines Codierers, bereitgestellt für den ersten Motor 38.
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Die Sensoren können einen Drehmomentsensor einschließen, welcher die Muskelleistung detektiert oder einen Drehzahlsensor, welcher die Drehzahl detektiert der Kurbelwelle 32. Der Drehmomentsensor ist z. B. ein Dehnmessstreifen, ein Halbleiterdehnmessstreifen, oder eine magnetostriktiver Sensor. Der Drehmomentsensor ist/wird gekoppelt an die Kurbelwelle 32 oder den ersten Antriebskörper 48 zum Detektieren des Drehmoments, angewendet an der Kurbelwelle 32. In einem anderen Beispiel ist/wird der Drehmomentsensor gekoppelt an den Abtrieb 34 zum Detektieren des Drehmoments, anwendend am Abtrieb 34. Der Drehzahlsensor ist/wird angeordnet im Gehäuse 44 und schließt einen Magnetsensor ein, welcher einen Magneten detektiert, angeordnet an der Kurbelwelle 32. Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist/wird berechnet von z. B. dem Abtrieb des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors. Es ist/wird bevorzugt, dass die Zufuhr von Strom an den ersten Motor 38 und den zweiten Motor 40 gestoppt ist/wird, wenn die Drehung des Kurbelwelle 32 gestoppt ist/wird, und wenn die Kurbelwelle 32 gedreht ist/wird in der zweiten Richtung RB. Der Steuerer 46 kann die Drehung steuern des zweiten Motors 40 gemäß einer Anweisung von einer Gangwechselanweiseinrichtung, welche betätigbar ist durch den Radfahrer.
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Der Steuerer 46 erzeugt Drehung mit dem ersten Motor 38 zum Drehen des ersten Antriebskörpers 48 in der Vorwärtsrichtung. Wenn der erste Antriebskörper 48 gedreht ist/wird in der Vorwärtsdrehrichtung, ist/wird Drehung übertragen an den Abtrieb 34 in der Richtung, in welcher sich das Fahrrad 10 vorwärts bewegt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Vorwärtsdrehrichtung dieselbe Richtung wie die erste Richtung RA der Kurbelwelle 32.
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Der Steuerer 46 erzeugt Drehung mit dem zweiten Motor 40 zum Drehen des ersten Übertragungskörpers 52 in der Vorwärtsdrehrichtung. In dem Maße, wie das an den ersten Übertragungskörper 52 übertragene Drehmoment in der Vorwärtsdrehrichtung zunimmt, nimmt das Gangverhältnis r des Planetenmechanismus 36 zu. Das Gangverhältnis zum Reduzieren von Geschwindigkeit ist/wird hier definiert als ein negatives Gangverhältnis, und das Gangverhältnis nimmt ab in dem Maße, wie das Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis zunimmt. Der Steuerer 46 kann die Drehzahl steuern des zweiten Motors 40, um kontinuierlich das Gangverhältnis r zu verändern. Das Gangverhältnis r des Planetenmechanismus 36 ist das Verhältnis des Geschwindigkeit des Drehabtriebs vom ersten Abtriebskörper 50 in Bezug auf die Geschwindigkeit des Drehantrieb an den ersten Antriebskörper 48. Obwohl die Geschwindigkeit des Planetenmechanismus 36 kontinuierlich veränderbar ist, wird es bevorzugt, dass der Steuerer 46 die durch den zweiten Motor 40 erzeugte Drehung steuert zum Erhalten eines der vorbestimmten Gangverhältnisse. Das Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis des Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 42 ist/wird gewählt, so dass das von der Kurbelwelle 32 und dem ersten Motor 38 an der Abtriebswelle des zweiten Motors 40 angewendete Drehmoment 5% oder weniger beträgt, bevorzugt 2% oder weniger, und weiter bevorzugt 1% oder weniger des Gesamtdrehmoments der Kurbelwelle 32 und des ersten Motors 38.
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Der Betrieb der Fahrradantriebsvorrichtung 30 wird nun beschrieben werden.
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Die Fahrradantriebsvorrichtung 30 schließt den Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 42 ein, welcher die Geschwindigkeit reduziert der durch den zweiten Motor 40 erzeugten Drehung, und überträgt die Drehung an den ersten Übertragungskörper 52. Dies erlaubt eine Reduktion im Drehmoment, angewendet an der Abtriebswelle des zweiten Motors 40 von der Kurbelwelle 32 und dem ersten Motor 38. Die Ausmaße des zweiten Motors 40 können daher reduziert werden.
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Die Fahrradantriebsvorrichtung 30 schließt den ersten Motor 38 und den zweiten Motor 40 ein. Durch den zweiten Motor 40 durchgeführt Wechsel im Gangverhältnis können separat sein von Wechseln in der Hilfskraft, durchgeführt vom ersten Motor 38. Dies erlaubt eine Ausführung einer Steuerung, welche weiter geeignet ist für Fahrbedingungen oder ähnliches.
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Die Ausgabewelle des zweiten Motors 40 ist koaxial mit dem ersten Antriebskörper 48. Dies vereinfacht die Struktur der Fahrradantriebsvorrichtung 30 im Vergleich zum dem Fall, wenn die Abtriebswelle des zweiten Motors 40 getrennt ist/wird von der Achse des ersten Antriebskörpers 48.
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Zweite Ausführungsform
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Eine Fahrradantriebsvorrichtung 30A einer zweiten Ausführungsform wird nun beschrieben werden unter Bezugnahme auf 3. Dieselben Bezugszeichen werden den Komponenten zugewiesen, welche dieselben sind wie die entsprechenden Komponenten der ersten Ausführungsform. Solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform schließt die Fahrradantriebsvorrichtung 30A einen ersten Planetenmechanismus 74, den ersten Motor 38, den zweiten Motor 40 und den Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 42 ein. In einem Beispiel schließt die Fahrradantriebsvorrichtung 30A weiter die Kurbelwelle 32, den Abtrieb 34, das Gehäuse 44, den Steuerer 46 und einen Schaltmechanismus 88 ein.
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Der erste Planetenmechanismus 74 ist ein Planetengetriebemechanismus. Der erste Planetenmechanismus 74 schließt einen ersten Abtriebskörper 76, einen ersten Abtriebskörper 80 und einen ersten Übertragungskörper 78 ein. Die Drehung der Kurbelwelle 32 ist/wird eingegeben an den ersten Antriebskörper 76. Der erste Übertragungskörper 78 ist ringförmig.
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Der erste Antriebskörper 76 schließt erste Planetenräder 82, erste Planetenstifte 84 und einen ersten Träger 86 ein. Jedes erste Planetenrad 82 schließt einen ersten Radabschnitt 82A und einen zweiten Radabschnitt 82B ein. Der erste Radabschnitt 82A unterscheidet sich zweiten Radabschnitt 82B in der Anzahl von Zähnen. Der erste Radabschnitt 82A weist weniger Zähne auf als der zweite Radabschnitt 82B. Das erste Planetenrad 82 ist ein gestuftes Planetenrad. Die Zähne des ersten Radabschnitts 82A stehen bzw. gelangen in Eingriff mit Zähnen eines ersten Hohlrads 80A des ersten Abtriebskörpers 80. Die Zähne des zweiten Radabschnitts 82B stehen bzw. gelangen in Eingriff mit Zähnen eines ersten Sonnenrads 78A des ersten Übertragungskörpers 78. Ein erster Zahnkranz bzw. ein erstes Ritzel 86A ist/wird ausgeformt am Außenumfangsabschnitt des ersten Trägers 86. Der erste Motorzahnkranz 86A steht bzw. gelangt in Eingriff mit dem Zahnkranz 38B des ersten Motors 38.
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Der erste Übertragungskörper 78 überträgt die Drehung des ersten Antriebskörpers 76 an den ersten Abtriebskörper 80. Der erste Übertragungskörper 78 schließt das erste Sonnenrad 78A ein.
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Der erste Abtriebskörper 80 dreht, wenn der erste Antriebskörper 76 dreht. Der erste Abtriebskörper 80 ist ringförmig. Der erste Abtriebskörper 80 schließt das erste Hohlrad 80A ein. Das erste Hohlrad 80A ist/wird ausgeformt am Innenumfangsabschnitt des ersten Abtriebskörpers 80. Der erste Abtriebskörper 80 ist koaxial mit dem Abtrieb 34 und fixiert am Außenumfangsabschnitt des Abtriebs 34. Der erste Abtriebskörper 80 können ausgeformt sein/werden einstückig mit dem Abtrieb 34.
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Der erste Motor 38 ist fähig eines Drehens des ersten Antriebskörpers 76. Der Zahnkranz 38B weist weniger Zähne auf als der erste Motorzahnkranz 86A. Die Geschwindigkeit der durch den ersten Motor 38 erzeugten Drehung ist/wird daher reduziert und deren Drehmoment ist/wird erhöht, wenn übertragen an den ersten Antriebskörper 76.
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Der zweite Motor 40 ist/wird gestützt durch das Gehäuse 44. Die Ausgabewelle des zweiten Motors 40 ist koaxial mit dem ersten Antriebskörper 76. Der zweite Motor 40 ist fähig eines Drehens des ersten Übertragungskörpers 78 mit dem Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 42. Insbesondere die Drehung des zweiten Träger 72 des Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 42 ausgegeben an den ersten Übertragungskörper 78. Der zweite Träger 72 ist/wird ausgeformt einstückig mit dem ersten Übertragungskörper 78. In einem anderen Beispiel ist das zweite Sonnenrad 72 ausgeformt separat vom ersten Übertragungskörper 78 und gekoppelt an den Außenumfangsabschnitt des ersten Übertragungskörpers 78 in einer nicht-drehbaren Weise. Der zweite Träger 72 dreht als eine Einheit mit dem ersten Übertragungskörper 78. Der zweite Träger 72 und der zweiten Antriebskörpers 62 sind/werden drehbar gestützt durch Lager 33E an der Kurbelwelle 32, nicht dem Abtrieb 34.
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Der Steuerer 46 steuert den ersten Motor 38 und den zweiten Motor 40. Der Steuerer 46 erzeugt Drehung mit dem zweiten Motor 40 zum Drehen des ersten Übertragungskörpers 78 in der Vorwärtsdrehrichtung. In diesem Zustand ist das Gangverhältnis r des ersten Planetenmechanismus 74 größer als "1".
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Der Schaltmechanismus 88 ist befindlich zwischen der Kurbelwelle 32 und dem Abtrieb 34 oder dem ersten Abtriebskörper 80. Der Schaltmechanismus 88 kann die Struktur aufweisen, wie gezeigt in 7 und 8 und kann eine typische Walzenkupplung oder Klinkenkupplung sein. Der Schaltmechanismus 88 erlaubt Relativdrehung der Kurbelwelle 32 und des Abtriebs 34, wenn die Kurbelwelle 32 in der ersten Richtung RA dreht. Der Schaltmechanismus 88 dreht die Kurbelwelle 32 und den Abtrieb 34 als eine Einheit, wenn die Kurbelwelle 32 in der zweiten Richtung RB dreht. Die Rücktrittbremsen kann aktuiert sein/werden durch den Schaltmechanismus 88, wenn die Kurbelwelle 32 gedreht ist/wird in der zweiten Richtung RB. Die zweite Ausführungsform weist dieselben Vorteile auf wie die erste Ausführungsform.
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Dritte Ausführungsform
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Eine Fahrradantriebsvorrichtung 30B einer dritten Ausführungsform wird nun beschrieben werden unter Bezugnahme auf 4. Dieselben Bezugszeichen werden den Komponenten zugewiesen, welche dieselben sind wie die entsprechenden Komponenten der ersten Ausführungsform. Solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform schließt die Fahrradantriebsvorrichtung 30B einen ersten Planetenmechanismus 136, den ersten Motor 38, den zweiten Motor 40 und einen Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 142 ein. In einem Beispiel schließt die Fahrradantriebsvorrichtung 30B weiter die Kurbelwelle 32 den Abtrieb 34, das Gehäuse 44 und den Steuerer 46 ein.
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Der erste Planetenmechanismus 136 schließt den ersten Abtriebskörper 48, einen ersten Abtriebskörper 90 und den ersten Übertragungskörper 52 ein. Der erste Abtriebskörper 90 dreht, wenn der erste Antriebskörper 48 dreht. Der erste Abtriebskörper 90 schließt erste Planetenräder 92, die ersten Planetenstifte 56 und den ersten Träger 58 ein. Jedes erste Planetenrad 92 ist befindlich zwischen dem ersten Sonnenrad 52A und dem ersten Hohlrad 48A. Das erste Planetenrad 92 steht bzw. gelangt in Eingriff mit dem ersten Hohlrad 48A und dem ersten Sonnenrad 52A.
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Der Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 142 schließt einen zweiten Planetenmechanismus 160 ein. Der zweite Planetenmechanismus 160 schließt den zweiten Antriebskörper 62, den zweiten Abtriebskörper 64 und den zweiten Übertragungskörper 94 ein. Der zweite Übertragungskörper 94 schließt ein zweites Hohlrad 94A ein. Der zweite Übertragungskörper 94 ist/wird ausgeformt einstückig mit dem ersten Antriebskörper 48. Das zweite Hohlrad 94A ist/wird ausgeformt einstückig mit dem ersten Hohlrad 48A. Der erste Antriebskörper 48 und der zweite Übertragungskörper 94 drehen als eine Einheit miteinander. Das zweite Planetenrad 68 des zweiten Abtriebskörpers 64 sind/werden gestützt durch den ersten Übertragungskörper 52 und den zweiten Übertragungskörper 94. Jedes zweite Planetenrad 68 steht bzw. gelangt in Eingriff mit dem zweiten Sonnenrad 62A und dem zweiten Hohlrad 94A. Jedes zweite Planetenrad 68 weist dieselbe Anzahl von Zähnen auf wie Jedes erste Planetenrad 92.
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Zusätzlich zu denselben Vorteilen der ersten Ausführungsform weist die dritte Ausführungsform den im Folgenden beschriebenen Vorteil auf.
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Die Drehung des ersten Antriebskörpers 48, welcher gedreht ist/wird durch die Kurbelwelle 32, erhöht die Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis des zweiten Planetenmechanismus 160 im Vergleich zum Fall, wenn der zweite Übertragungskörper 94 gestützt ist/wird in einer nicht-drehbaren Weise in Bezug auf das Gehäuse 44. Dies erlaubt eine Reduktion im Drehmoment, angewendet an der Abtriebswelle des zweiten Motors 40 durch die Kurbelwelle 32 und den ersten Motor 38. Die Ausmaße des zweiten Motors 40 können daher weiter reduziert werden.
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Vierte Ausführungsform
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Eine Fahrradantriebsvorrichtung 30C der vierten Ausführungsform wird nun beschrieben werden unter Bezugnahme auf 5. Dieselben Bezugszeichen werden den Komponenten zugewiesen, welche dieselben sind wie die entsprechenden Komponenten der zweiten Ausführungsform. Solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform schließt die Fahrradantriebsvorrichtung 30C einen ersten Planetenmechanismus 274, den ersten Motor 38, den zweiten Motor 40 und einen Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 242 ein. In einem Beispiel schließt die Fahrradantriebsvorrichtung 30C weiter die Kurbelwelle 32, den Abtrieb 34, das Gehäuse 44, den Steuerer 46 und den Schaltmechanismus 88 ein.
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Die Kurbelwelle 32 schließt einen Kurbelwellenkörper 32A und einen ersten Motorzahnkranz bzw. ein erstes Motorritzel 32B ein. Der erste Motorzahnkranz 32B ist ringförmig. Der erste Motorzahnkranz 32B ist koaxial mit dem Kurbelwellenkörper 32A und fixiert am Außenumfang des Kurbelwellenkörpers 32A. Die Ausgabewelle 38A des ersten Motors 38 steht bzw. gelangt in Eingriff mit dem ersten Motorzahnkranz 32B. Der erste Motor 38 ist fähig eines Drehens der Kurbelwelle 32.
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Der erste Planetenmechanismus 274 schließt einen ersten Abtriebskörper 96, den ersten Abtriebskörper 80 und den ersten Übertragungskörper 78 ein. Der erste Abtriebskörper 80 dreht, wenn der erste Antriebskörper 96 dreht. Der erste Antriebskörper 96 schließt erste Planetenräder 98, die ersten Planetenstifte 84 und den ersten Träger 86 ein. Der erste Träger 86 ist ringförmig. Weiter ist der erste Träger 86 koaxial mit dem Kurbelwellenkörper 32A und fixiert am Außenumfangsabschnitt des Kurbelwellenkörpers 32A. Jedes erste Planetenrad 98 ist befindlich zwischen dem ersten Sonnenrad 78A und dem ersten Hohlrad 80A. Das erste Planetenrad 98 steht bzw. gelangt in Eingriff mit dem ersten Hohlrad 80A und dem ersten Sonnenrad 78A.
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Der Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 242 schließt einen zweiten Planetenmechanismus 260 ein. Der zweite Planetenmechanismus 260 schließt den zweiten Antriebskörper 62, den zweiten Abtriebskörper 64 und den zweiten Übertragungskörper 100 ein. Der zweite Übertragungskörper 100 schließt ein zweites Hohlrad 100A ein. Der zweite Übertragungskörper 100 ist/wird ausgeformt einstückig mit dem ersten Abtriebskörper 80. Das zweite Hohlrad 100A ist/wird ausgeformt einstückig mit dem ersten Hohlrad 80A. Der erste Abtriebskörper 80 und der zweite Übertragungskörper 100 drehen als eine Einheit miteinander.
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Das zweite Planetenrad 68 des zweiten Abtriebskörpers 64 sind/werden gestützt durch den ersten Übertragungskörper 78 und den zweiten Übertragungskörper 100. Jedes zweite Planetenrad 68 steht bzw. gelangt in Eingriff mit dem zweiten Sonnenrad 62A und dem zweiten Hohlrad 100A. Jedes zweite Planetenrad 68 weist dieselbe Anzahl von Zähnen auf wie Jedes erste Planetenrad 98. Die vierte Ausführungsform weist dieselben Vorteile auf wie die ersten bis dritten Ausführungsformen.
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Fünfte Ausführungsform
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Eine Fahrradantriebsvorrichtung 30D einer fünften Ausführungsform wird nun beschrieben werden unter Bezugnahme auf 6. Dieselben Bezugszeichen werden den Komponenten zugewiesen, welche dieselben sind wie die entsprechenden Komponenten der dritten Ausführungsform. Solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform schließt die Fahrradantriebsvorrichtung 30D einen ersten Planetenmechanismus 336, den ersten Motor 38, den zweiten Motor 40 und den Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 142 ein. In einem Beispiel schließt die Fahrradantriebsvorrichtung 30D weiter die Kurbelwelle 32, den Abtrieb 34, das Gehäuse 44, den Steuerer 46, eine Einwegkupplung 102 und den Schaltmechanismus 88 ein.
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Der erste Planetenmechanismus 336 ist ein Planetengetriebemechanismus. Der erste Planetenmechanismus 336 schließt den ersten Antriebskörper 48, einen ersten Übertragungskörper 52 und den ersten Abtriebskörper 90 ein. Die Achse des ersten Planetenmechanismus 336 ist/wird getrennt von der Achse der Kurbelwelle 32. Die Achse des ersten Planetenmechanismus 336, welche parallel ist zur Achse der Kurbelwelle 32. Ein Abschnitt der Kurbelwelle 32 ist befindlich hin zur Außenseite von dem Außenumfangsabschnitt des ersten Planetenmechanismus 336 in der Radialrichtung des ersten Planetenmechanismus 336.
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Ein zweiter Zahnkranz bzw. ein zweites Ritzel 48C ist/wird ausgeformt am Außenumfangsabschnitt des ersten Hohlrads 48A des ersten Antriebskörpers 48. Der zweite Zahnkranz 48C steht bzw. gelangt in Eingriff mit einem ersten Zahnkranz bzw. Ritzel 32C, welcher ausgeformt ist/wird am Außenumfangsabschnitt der Kurbelwelle 32. Der zweite Zahnkranz 48C weist weniger Zähne auf als der erste Zahnkranz 32C. Die Drehzahl der Kurbelwelle 32 ist/wird erhöht, wenn eingegeben am ersten Planetenmechanismus 336.
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Ein dritter Zahnkranz bzw. drittes Ritzel 58A ist/wird ausgeformt am Außenumfangsabschnitt des ersten Trägers 58 des ersten Abtriebskörpers 90. Der dritte Zahnkranz 58A steht bzw. gelangt in Eingriff mit einem vierten Zahnkranz bzw. Ritzel 34B, welches ausgeformt ist/wird am Außenumfangsabschnitt des Abtriebs 34. Der vierte Zahnkranz 34B weist mehr Zähne auf als der dritte Zahnkranz 58A. Die Geschwindigkeit der Drehung des ersten Planetenmechanismus 336 ist/wird daher reduziert, wenn eingegeben am Abtrieb 34.
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Der erste Zahnkranz 32C ist verschieden vom vierten Zahnkranz 34B in der Anzahl von Zähnen. Es ist/wird bevorzugt, dass der erste Zahnkranz 32C mehr Zähne aufweist als der vierte Zahnkranz 34B. Es ist weiter bevorzugt, dass der Unterschied in der Anzahl von Zähnen klein ist zwischen dem ersten Zahnkranz 32C und dem vierten Zahnkranz 34B.
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Der erste Motor 38 ist/wird angeordnet, so dass die Achse von dessen Abtriebswelle 38A parallel ist zur Achse der Kurbelwelle 32. Weiter ist/wird der erste Motor 38 angeordnet benachbart zur Kurbelwelle 32 bei einer Position, welche getrennt ist/wird vom ersten Planetenmechanismus 336 in der Umfangsrichtung der Kurbelwelle 32. Die Kurbelwelle 32 schließt den Kurbelwellenkörper 32A und der erste Zahnkranz 32C. Die Ausgabewelle 38A des ersten Motors 38 steht bzw. gelangt in Eingriff mit dem ersten Zahnkranz 32C. Der erste Motor 38 ist fähig eines Drehens der Kurbelwelle 32.
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Die Einwegkupplung 102 ist befindlich zwischen dem ersten Hohlrad 48A und dem ersten Träger 58. In einem Beispiel ist/wird die Einwegkupplung 102 ausgeformt durch eine Walzenkopplung oder eine Klinkenkupplung. Die Einwegkupplung 102 übertragt nicht die Drehung des ersten Hohlrads 48A an den ersten Träger 58, wenn die Kurbelwelle 32 in der zweiten Richtung RB dreht. Die Einwegkupplung 102 erlaubt Relativdrehung des ersten Trägers 58 und des ersten Hohlrads 48A im Fall, dass die Kurbelwelle 32 in der ersten Richtung RA dreht, wenn die Drehzahl des ersten Trägers 58 größer als oder gleich ist der Drehzahl des ersten Hohlrads 48A. Die Einwegkupplung 102 dreht den ersten Träger 58 und das erste Hohlrad 48A als eine Einheit miteinander im Fall, dass die Kurbelwelle 32 in der ersten Richtung RA dreht, wenn die Drehzahl des ersten Trägers 58 kleiner als oder gleich ist der Drehzahl des ersten Hohlrads 48A.
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Die Struktur des Schaltmechanismus 88 wird nun beschrieben werden unter Bezugnahme auf 6 bis 8. 7 und 8 sind schematische Ansichten, in welchen einige der Glieder des Schaltmechanismus 88 projiziert sind auf dieselbe Ebene, welche senkrecht ist zu der Kurbelwelle 32.
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Wie in 6 gezeigt, ist zumindest ein Abschnitt des Schaltmechanismus 88 befindlich zwischen der Kurbelwelle 32 und dem Abtrieb 34. Der Schaltmechanismus 88 erlaubt Relativdrehung der Kurbelwelle 32 und des Abtriebs 34, wenn die Kurbelwelle 32 in der ersten Richtung RA dreht. Der Schaltmechanismus 88 dreht die Kurbelwelle 32 und den Abtrieb 34 als eine Einheit miteinander, wenn die Kurbelwelle 32 in der zweiten Richtung RB dreht.
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Wie in 6 bis 8 gezeigt, schließt der Schaltmechanismus 88 Walzen 106, einen Käfig 108, ein erstes Vorspannglied 110, ein zweites Vorspannglied 112 und Rillen 32E ein. Die Rillen 32E sind/werden ausgeformt im Außenumfangsabschnitt der Kurbelwelle 32. 7 zeigt nur zwei Walzen 106. Es ist jedoch bevorzugt, dass drei oder mehr Walzen 106 angeordnet sind/werden in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung der Kurbelwelle 32. Die Rillen 32E sind/werden ausgeformt in einer Stütze 32D, welche angeordnet ist/wird am Außenumfangsabschnitt der Kurbelwelle 32. Die Tiefe jeder Rille 32E nimmt zu in der zweiten Richtung RB.
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Die Walzen 106 sind/werden angeordnet am Außenumfangsabschnitt der Stütze 32D. Im Detail sind die Walzen 106 befindlich zwischen dem Außenumfangsabschnitt der Kurbelwelle 32 und dem Innenumfangsabschnitt des Abtriebs 34. Die Walzen 106 sind/werden jeweils empfangen in den Rillen 32E. Die Stütze 32D der Kurbelwelle 32 kann die Walzen 106 berühren.
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Der Käfig 108 hält die Walzen 106. Die Walzen 106 sind/werden gehalten in einer drehbaren Weise durch die Käfig 108. Das erste Vorspannglied 110 spannt die Walzen 106 vor mit dem Käfig 108 in der zweiten Richtung RB. Das zweite Vorspannglied 112 ist/wird gestützt, um gleitfähig zu sein am Gehäuse 44. Wenn die Kurbelwelle 32 in der zweiten Richtung RB dreht, bewegt das Vorspannglied 112 die Walzen 106 mit dem Käfig 108 in der ersten Richtung RA bezüglich der Kurbelwelle 32. Das erste Vorspannglied 110 ist/wird ausgeformt durch eine Feder wie z. B. eine Spiralfeder. Das zweite Vorspannglied 112 ist/wird ausgeformt durch z. B. eine Gleitfeder. Das zweite Vorspannglied 112 schließt einen ringförmigen Abschnitt 112A und ein Ende 112B ein, welches hervorspringt vom ringförmigen Abschnitt 112A hin zur Innenseite in der Radialrichtung. Der ringförmige Abschnitt 112A des zweiten Vorspannglieds 112 ist/wird gestützt durch das Gehäuse 44, um drehbar zu sein in der Umfangsrichtung der Kurbelwelle 32. DAs Ende 112B des zweiten Vorspannglieds 112 kann in Berührung stehen oder gelangen mit dem Käfig 108.
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Der Betrieb des Schaltmechanismus 88 wird nun beschrieben werden.
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Wenn die in 6 gezeigte Kurbelwelle 32 gedreht ist/wird in der ersten Richtung RA, erhält die Einwegkupplung 102 das Gangverhältnis r des ersten Planetenmechanismus 336 bei "1" oder größer. Wenn bezugnehmend auf 7 die Kurbelwelle 32 in der ersten Richtung RA dreht, wenden das erste Vorspannglied 110 und das zweite Vorspannglied 112 eine Kraft an mit dem Käfig 108 an den Walzen 106 in der zweiten Richtung RB. Wenn der Käfig 108 in der ersten Richtung RA dreht beim Drehen der Kurbelwelle 32, beschränkt das zweite Vorspannglied 112 Bewegung der Walzen 106 bezüglich der Kurbelwelle 32 in der ersten Richtung RA. Demnach sind die Walzen 106 befindlich an tiefen Positionen in den Rillen 32E. Dies trennt die Walzen 106 vom Abtrieb 34 und erlaubt Relativdrehung der Kurbelwelle 32 und des Abtriebs 34.
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Wenn bezugnehmend auf 8 die Kurbelwelle 32 in der zweiten Richtung RB dreht, wendet das zweite Vorspannglied 112 eine Kraft an mit dem Käfig 108 an den Walzen 106 in der ersten Richtung RA und bewegt die Walzen 106 bezüglich der Kurbelwelle 32 in der ersten Richtung RA. Wenn die durch das zweite Vorspannglied 112 an den Walzen 106 angewendete Kraft größer wird als die Kraft, angewendet durch das erste Vorspannglied 110 an den Walzen 106 in der zweiten Richtung RB, sind die Walzen 106 befindlich an seichten Abschnitten in den Rillen 32E. Demnach stehen bzw. gelangen die Walzen 106 in Berührung mit sowohl dem Abtrieb 34 und dem Außenumfangsabschnitt der Kurbelwelle 32 und beschränken Relativdrehung der Kurbelwelle 32 und des Abtriebs 34. Dies dreht den Abtrieb 34 und die Kurbelwelle 32 als eine Einheit miteinander.
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Zusätzlich zu den Vorteilen der ersten bis dritten Ausführungsformen weist die Fahrradantriebsvorrichtung 30D der fünften Ausführungsform die im Folgenden beschriebenen Vorteile auf.
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In der Fahrradantriebsvorrichtung 30D ist der Planetenmechanismus 336 befindlich am Außenumfangsabschnitt der Kurbelwelle 32. Dies beschränkt Zunahmen im Abstand zwischen der Kurbelwelle 32 und dem Antriebsrad.
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Die Fahrradantriebsvorrichtung 30D erhöht die Geschwindigkeit der Drehung der Kurbelwelle 32, welche übertragen ist/wird an den Planetenmechanismus 336. Dies reduziert die Drehmomenteingabe an den Planetenmechanismus 336. Die Ausmaße des zweiten Motors 40 können daher reduziert werden
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Sechste Ausführungsform
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Eine Fahrradantriebsvorrichtung 30E einer sechsten Ausführungsform wird nun beschrieben werden unter Bezugnahme auf 9. Dieselben Bezugszeichen werden den Komponenten zugewiesen, welche dieselben sind wie die entsprechenden Komponenten der vierten Ausführungsform. Solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform schließt die Fahrradantriebsvorrichtung 30E den ersten Planetenmechanismus 274, den ersten Motor 38, den zweiten Motor 40 und einen Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus 242 ein. In einem Beispiel schließt die Fahrradantriebsvorrichtung 30E weiter die Kurbelwelle 32, den Abtrieb 34, das Gehäuse 44, den Steuerer 46 und den Schaltmechanismus 88 ein.
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Der erste Motor 38 ist/wird angeordnet, so dass die Achse von dessen Abtriebswelle 38A parallel ist zur Achse der Kurbelwelle 32. Weiter ist/wird der erste Motor 38 angeordnet benachbart zur Kurbelwelle 32 bei einer Position, welche getrennt ist/wird vom ersten Planetenmechanismus 274 in der Umfangsrichtung der Kurbelwelle 32. Die Kurbelwelle 32 schließt den Kurbelwellenkörper 32A und der erste Zahnkranz 32C. Die Ausgabewelle 38A des ersten Motors 38 steht bzw. gelangt in Eingriff mit dem ersten Zahnkranz 32C. Der erste Motor 38 ist fähig eines Drehens der Kurbelwelle 32.
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Ein zweiter Zahnkranz bzw. zweites Ritzel 86C ist/wird ausgeformt am Außenumfangsabschnitt des ersten Trägers 86 des ersten Antriebskörpers 96. Der zweite Zahnkranz 86C steht bzw. gelangt in Eingriff mit dem ersten Zahnkranz 32C, welches ausgeformt ist/wird am Außenumfangsabschnitt der Kurbelwelle 32. Der zweite Zahnkranz 86C weist weniger Zähne auf als der erste Zahnkranz 32C. Die Drehzahl der Kurbelwelle 32 ist/wird erhöht, wenn eingegeben am ersten Planetenmechanismus 274.
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Ein dritter Zahnkranz bzw. drittes Ritzel 80B ist/wird ausgeformt am Außenumfangsabschnitt des ersten Hohlrads 80A des ersten Abtriebskörpers 80. Der dritte Zahnkranz 80B steht bzw. gelangt in Eingriff mit einem vierten Zahnkranz bzw. Ritzel 34B, welches ausgeformt ist/wird am Außenumfangsabschnitt des Abtriebs 34. Der vierte Zahnkranz 34B weist mehr Zähne auf als der dritte Zahnkranz 80B. Die Drehzahl der Kurbelwelle 32 ist/wird daher reduziert, wenn eingegeben am Abtrieb 34.
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Der erste Motor 38 ist/wird angeordnet, so dass die Achse von dessen Abtriebswelle 38A parallel ist zur Achse der Kurbelwelle 32. Weiter ist/wird der erste Motor 38 angeordnet benachbart zur Kurbelwelle 32 bei einer Position, welche getrennt ist/wird vom ersten Planetenmechanismus 274 in der Umfangsrichtung der Kurbelwelle 32. Die Kurbelwelle 32 schließt den Kurbelwellenkörper 32A und der erste Zahnkranz 32C. Die Ausgabewelle 38A des ersten Motors 38 steht bzw. gelangt in Eingriff mit dem ersten Zahnkranz 32C. Der erste Motor 38 ist fähig eines Drehens der Kurbelwelle 32. Die sechste Ausführungsform weist dieselben Vorteile auf wie die ersten, dritten und fünften Ausführungsformen.
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Modifizierte Beispiele
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht beschränkt auf die vorangegangenen Ausführungsformen, und verschiedene Änderungen und Modifikationen der Komponenten können unternommen werden, ohne den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Auch können in den Ausführungsformen offenbarte Komponenten zusammengesetzt sein/werden in beliebiger Kombination zum Verkörpern der vorliegenden Offenbarung. Z. B. können einige der Komponenten weggelassen werden von allen in den Ausführungsformen offenbarten Komponenten. Weiter können Komponenten in verschiedenen Ausführungsformen geeignet kombiniert werden.
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Der Schaltmechanismus 88 der zweiten, vierten, fünften und sechsten Ausführungsformen kann Rillen einschließen im Innenumfangsabschnitt des Abtriebs 34 zum Aufnehmen der Walzen 106. In einer der Ausführungsformen kann ein Schaltmechanismus angeordnet sein/werden zwischen der Kurbelwelle 32 und dem Abtrieb 34 zum Ermöglichen von Relativdrehung der Kurbelwelle 32 und des Abtriebs 34, wenn die Kurbelwelle 32 in der ersten Richtung RA dreht, und kann die Kurbelwelle 32 und den Abtrieb 34 als eine Einheit drehen, wenn die Kurbelwelle 32 in der zweiten Richtung RB dreht. Weiter kann der Schaltmechanismus 88 weggelassen werden von den zweiten, vierten, fünften und sechsten Ausführungsformen.
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Die Fahrradantriebsvorrichtung 30D und 30E in den fünften und sechsten Ausführungsformen können jede weiter einen Zahnkranz bzw. ein Ritzel einschließen zwischen dem ersten Zahnkranz 32C und dem entsprechenden der zweiten Zahnkränze 48C und 86C zum Erhöhen der Geschwindigkeit der Drehung des ersten Zahnkranzes 32C, übertragen an die zweiten Zahnkränze 48C und 86C. Weiter kann ein Riemen oder eine Kette, die Kurbelwelle 32 und den entsprechenden der ersten Antriebskörper 48 und 76 umlaufend, verwendet werden zum Erhöhen der Geschwindigkeit. Ein beliebiger Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus kann verwendet werden, solange die Drehzahl der Kurbelwelle 32 erhöht sein/werden kann, wenn übertragen an die ersten Antriebskörper 48 und 76. In der fünften Ausführungsform kann die Einwegkupplung 102 weggelassen werden.
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Die Fahrradantriebsvorrichtung 30D und 30E in den fünften und sechsten Ausführungsformen können jede weiter einen Zahnkranz bzw. ein Ritzel einschließen zwischen den entsprechenden der dritten Zahnkränze 58A und 80B und dem vierten Zahnkranz 34B zum Reduzieren der Geschwindigkeit der Drehung der dritten Zahnkränze 58A und 80B, welche übertragen ist/wird an den vierten Zahnkranz 34B. Weiter kann ein Riemen oder eine Kette, den Abtrieb 34 und den entsprechenden der ersten Abtriebskörper 50 und 80 umlaufend, verwendet werden zum Reduzieren der Geschwindigkeit. Ein beliebiger Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus kann verwendet werden, solange die Drehzahl der ersten Abtriebskörper 50 und 80 reduziert sein/werden kann, wenn übertragen an den Abtrieb 34. Ein Riemen oder eine Kette, welche verläuft zwischen dem ersten Zahnkranz 32C und dem entsprechenden der zweiten Zahnkränze 48C und 86C oder zwischen den entsprechenden der dritten Zahnkränze 58A und 80B und dem vierten Zahnkranz 34B, verkehrt die Beziehung der Richtung, in welcher die Glieder der Planetenmechanismen 336 und 274 drehen, und der Richtung, in welcher die Kurbelwelle 32 und der Abtrieb 34 drehen in den obigen Ausführungsformen. Es ist daher bevorzugt, dass die Strukturen der Einwegkupplung 102 und des Schaltmechanismus 88 gewechselt werden gemäß der Beziehung in der Drehrichtung.
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Die Geschwindigkeitsreduktionsmechanimen 42, 142 und 242 der obigen Ausführungsformen können jeder gewechselt werden zum einem Geschwindigkeitsreduktionsmechanimus, einschließend Zahnkränze, welche miteinander in Eingriff stehen. Die Zahnkränze sind/werden gedreht in Bezug zueinander um parallele Wellen, welche fixiert sind/werden am Gehäuse 44. In diesem Fall kann das Drehmoment des zweiten Motors 40 erhöht sein/werden bei einem Drehen der ersten Übertragungskörper 52 und 78. Dies ermöglicht ein Reduzieren von Ausmaßen des zweiten Motors 40.
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Der erste Motor 38 jeder Ausführungsform kann verwendet sein/werden zum Drehen der Abtriebskörper 50 und 80. Z. B. kann ein Zahnkranz bzw. Ritzel ausgeformt sein/werden am Außenumfangsabschnitt jedes der ersten Abtriebskörper 50 und 80 und mit dem Zahnkranz 38B der Abtriebswelle 38A des ersten Motors 38 in Eingriff stehen bzw. gelangen.
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Die Planetenmechanismen 36, 74, 136, 274 und 336 der obigen Ausführungsformen können Planetenwalzenmechanismen sein. In diesem Fall ist das Sonnenrad eine Sonnenwalze, ist das Planetenrad eine Planetenwalze, und ist das Hohlrad eine Hohlwalze.
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Solange im Planetenmechanismus jeder der obigen Ausführungsformen der Antriebskörper, der Abtriebskörper und der Übertragungskörper jeder eines der folgenden Glieder (A) bis (C) einschließt, oder solange der Antriebskörper, der Abtriebskörper und der Übertragungskörper ein Kombination einschließt von allen der folgenden Glieder (A) bis (C), kann eine beliebige Struktur eingesetzt werden. Glied (A) ist ein Sonnenrad. Glied (B) ist ein Hohlrad. Glied (C) ist ein Planetenrad und ein Träger.
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In den obigen Ausführungsformen kann jeder Zahnkranz ein Stirnrad oder ein Schraubenrad sein. In den obigen Ausführungsformen kann jeder Zahnkranz ausgeformt sein/werden aus Metall oder Kunststoff.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016-016434 [0001, 0001]