DE102017129065A1 - Fahrradschaltvorrichtung und Fahrrad-Innengetriebenabe - Google Patents

Abstract

Um eine Fahrradschaltvorrichtung und eine Fahrrad-Innengetriebenabe bereitzustellen, die das Schaltverhalten weiter verbessern, umfasst eine Fahrradschaltvorrichtung eine erste Getriebeeinheit, die einen ersten Drehkörper umfasst, auf den vom Menschen aufgebrachte Leistung übertragen wird; eine zweite Getriebeeinheit, die einen zweiten Drehkörper, der an den ersten Drehkörper gekoppelt ist, und eine Drehwelle umfasst, die den zweiten Drehkörper drehbar lagert; ein Kopplungselement, das in einer Axialrichtung der Drehwelle relativ zum zweiten Drehkörper bewegbar ist und ausgebildet ist, den zweiten Drehkörper und die Drehwelle zu koppeln, so dass die vom Menschen aufgebrachte Leistung, die von der ersten Getriebeeinheit übertragen wird, an die Drehwelle durch den zweiten Drehkörper übertragen wird; und eine Löseeinheit, die den zweiten Drehkörper von der Drehwelle entkoppelt, indem sie das Kopplungselement mittels der vom Menschen aufgebrachten Leistung, die von der ersten Getriebeeinheit übertragen wird, in der Axialrichtung bewegt.

Description

• STAND DER TECHNIK
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrradschaltvorrichtung und eine Fahrrad-Innengetriebenabe.
• Eine Fahrradschaltvorrichtung und eine Fahrrad-Innengetriebenabe, die das Übersetzungsverhältnis eines Fahrrads verändern, sind im Stand der Technik bekannt. Eine Fahrrad-Innengetriebenabe ist ein Typ einer Fahrradschaltvorrichtung. Patentschrift 1 offenbart ein Beispiel einer Fahrrad-Innengetriebenabe des Standes der Technik. Die Fahrrad-Innengetriebenabe umfasst eine Nabenachswelle eine Mehrzahl von Schaltzahnrädern, die durch die Nabenachswelle gelagert werden, eine Mehrzahl von Sperrklinken, die an die Nabenachswelle gekoppelt sind, und einen Steuerring, der einen Kopplungszustand der Sperrklinken und der Schaltzahnräder verändert. Der Steuerring ist durch einen Draht mit einem Schalthebel verbunden. In einem Fall, in dem der Fahrer den Schalthebel betätigt, spannt sich der Draht und dreht den Steuerring, um den Kopplungszustand der Sperrklinken und der Schaltzahnräder zu verändern. Dies verändert das Übersetzungsverhältnis eines Fahrrads.
• Patentschrift 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2011-162184
• Es wird bevorzugt, dass das Übersetzungsverhältnis eines Fahrrads gleichmäßig auch in einem Fall verändert wird, in dem eine hohe Last auf das Fahrrad einwirkt, wenn das Fahrrad fährt.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrradschaltvorrichtung und eine Fahrrad-Innengetriebenabe bereitzustellen, die das Schaltverhalten weiter verbessern.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• (1) Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Fahrradschaltvorrichtung eine erste Getriebeeinheit, die einen ersten Drehkörper umfasst, auf den vom Menschen aufgebrachte Leistung übertragen wird; eine zweite Getriebeeinheit, die einen zweiten Drehkörper, der an den ersten Drehkörper gekoppelt ist, und eine Drehwelle umfasst, die den zweiten Drehkörper drehbar lagert; ein Kopplungselement, das in einer Axialrichtung der Drehwelle relativ zum zweiten Drehkörper bewegbar ist und ausgebildet ist, den zweiten Drehkörper und die Drehwelle zu koppeln, so dass die vom Menschen aufgebrachte Leistung, die von der ersten Getriebeeinheit übertragen wird, an die Drehwelle durch den zweiten Drehkörper übertragen wird; und eine Löseeinheit, die den zweiten Drehkörper von der Drehwelle entkoppelt, indem sie das Kopplungselement mittels der vom Menschen aufgebrachten Leistung, die von der ersten Getriebeeinheit übertragen wird, in der Axialrichtung bewegt.
• Die Fahrradschaltvorrichtung des ersten Aspekts umfasst die Löseeinheit, die den zweiten Drehkörper von der Drehwelle mittels der vom Menschen aufgebrachten Leistung entkoppelt. In einem Fall, in dem zum Fahren eine hohe Last auf das Fahrrad ausgeübt wird, wird somit auch die Kraft zum Entkoppeln des zweiten Drehkörpers von der Drehwelle erhöht. Dies verbessert das Schaltverhalten.
• (2) Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Fahrradschaltvorrichtung nach dem ersten Aspekt des Weiteren einen Führungsabschnitt, der das Kopplungselement in der Axialrichtung führt.
• Somit wird die Bewegung des Kopplungselements stabilisiert.
• (3) Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist bei der Fahrradschaltvorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Führungsabschnitt eine Beschränkungsstruktur auf, die die Relativverdrehung der Drehwelle und des Kopplungselements beschränkt.
• Somit wird die Bewegung des Kopplungselements weiter stabilisiert.
• (4) Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei der Fahrradschaltvorrichtung nach dem dritten Aspekt die Beschränkungsstruktur des Führungsabschnitts eine Führungsnut, die in einem äußeren Umfangsabschnitt der Drehwelle angeordnet ist und sich in der Axialrichtung erstreckt, und das Kopplungselement befindet sich in der Führungsnut.
• Somit wird die Bewegung des Kopplungselements durch die einfache Beschränkungsstruktur stabilisiert.
• (5) Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Fahrradschaltvorrichtung nach einem von dem zweiten bis vierten Aspekt des Weiteren ein Vorspannelement, das das Kopplungselement zum zweiten Drehkörper hin vorspannt.
• Dies koppelt die Drehwelle und den zweiten Drehkörper stabil.
• (6) Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei der Fahrradschaltvorrichtung nach einem von dem ersten bis fünften Aspekt das Kopplungselement einen Ring, durch den die Drehwelle eingesteckt ist, um in der Axialrichtung relativ bewegbar zu sein.
• Dies stabilisiert die Bewegung des Kopplungselements.
• (7) Nach einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei der Fahrradschaltvorrichtung nach einem von dem ersten bis sechsten Aspekt der zweite Drehkörper eines von einer Ausnehmung, die sich in einer Seitenfläche des zweiten Drehkörpers öffnet, und einem Vorsprung, der von der Seitenfläche des zweiten Drehkörpers vorragt, und das Kopplungselement umfasst eines von einem Vorsprung, der an dem Kopplungselement angeordnet ist, um mit der Ausnehmung des zweiten Drehkörpers gekoppelt zu werden, und einer Ausnehmung, die in dem Kopplungselement angeordnet ist, um mit dem Vorsprung des zweiten Drehkörpers gekoppelt zu werden.
• Dies koppelt die Drehwelle und den zweiten Drehkörper stabil.
• (8) Nach einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei der Fahrradschaltvorrichtung nach einem von dem ersten bis siebten Aspekt die Löseeinheit ein Kontaktelement, das das Kopplungselement kontaktiert, um das Kopplungselement in der Axialrichtung zu bewegen, so dass das Kopplungselement von dem zweiten Drehkörper beabstandet ist.
• Somit wird die Drehwelle durch die einfache Struktur von dem zweiten Drehkörper entkoppelt.
• (9) Nach einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei der Fahrradschaltvorrichtung nach dem achten Aspekt das Kopplungselement eine Nockenfläche, die einer Seitenfläche des zweiten Drehkörpers zugewandt ist, und das Kontaktelement kontaktiert die Nockenfläche, um das Kopplungselement in der Axialrichtung zu bewegen.
• Der Kontakt des Kontaktelements mit der Nockenfläche entkoppelt die Drehwelle vom zweiten Drehkörper. Dier ermöglicht eine Miniaturisierung des Kontaktelements.
• (10) Nach einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei der Fahrradschaltvorrichtung nach dem achten oder neunten Aspekt die Löseeinheit ausgebildet, das Kontaktelement von einem von einem ersten Zustand, in dem das Kontaktelement von dem Kopplungselement beabstandet ist, und einem zweiten Zustand, in dem das Kontaktelement mit dem Kopplungselement in Kontakt ist, in den anderen von dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand umzuschalten.
• Die Löseeinheit funktioniert so, dass sie von einem von dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand in den anderen von dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand und von dem anderen in den einen umschaltet. Dies vereinfacht die Struktur der Fahrradschaltvorrichtung.
• (11) Nach einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei der Fahrradschaltvorrichtung nach dem zehnten Aspekt das Kopplungselement eine Nockenfläche, die einer Seitenfläche des zweiten Drehkörpers zugewandt ist, und die Nockenfläche ist so ausgebildet, dass im zweiten Zustand ein Maximalabstand zwischen der Nockenfläche und der Seitenfläche des zweiten Drehkörpers in der Axialrichtung größer als eine Abmessung eines distalen Endes des Kontaktelements in der Axialrichtung ist.
• Somit kann im zweiten Zustand das distale Ende des Kontaktelements zwischen die Nockenfläche und die Seitenfläche des zweiten Drehkörpers gesteckt werden. Dies entkoppelt die Drehwelle ohne weiteres vom zweiten Drehkörper.
• (12) Nach einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei der Fahrradschaltvorrichtung nach dem zehnten oder elften Aspekt die Löseeinheit eine Antriebswelle, die an das Kontaktelement gekoppelt ist, so dass eine Drehung der Antriebswelle das Kontaktelement von einem von dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand in den anderen von dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand umschaltet.
• Das Element zum Bewegen des Kontaktelements ist die Drehantriebswelle. Dies verringert den Bauraum für die Löseeinheit.
• (13) Nach einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei der Fahrradschaltvorrichtung nach dem zwölften Aspekt die Antriebswelle um eine Mittelachse drehbar, die von einer Mittelachse der Drehwelle getrennt ist.
• Somit wird eine störende Wechselwirkung der Antriebswelle mit der Drehwelle begrenzt.
• (14) Nach einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei der Fahrradschaltvorrichtung nach dem dreizehnten Aspekt die Antriebswelle parallel zu der Drehwelle angeordnet.
• Somit wird die störende Wechselwirkung der Antriebswelle mit der Drehwelle weiter effektiv begrenzt.
• (15) Nach einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei der Fahrradschaltvorrichtung nach einem von dem zwölften bis vierzehnten Aspekt die Löseeinheit eine Wellennockenfläche, die sich an der Antriebswelle befindet, und ein Verbindungsglied, das sich zwischen der Wellennockenfläche und dem Kontaktelement befindet, und das Verbindungsglied ist ausgebildet, die Drehung der Antriebswelle in eine Translationsbewegung umzuwandeln und die Translationsbewegung an das Kontaktelement zu übertragen.
• Somit wird die Position der Antriebswelle relativ zum Kontaktelement durch das Verbindungsglied justiert.
• (16) Nach einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Fahrradschaltvorrichtung nach einem von dem zwölften bis fünfzehnten Aspekt des Weiteren einen elektrischen Stellantrieb, der die Antriebswelle dreht.
• Somit wird die Antriebswelle leicht gedreht.
• (17) Nach einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei der Fahrradschaltvorrichtung nach einem von dem achten bis sechzehnten Aspekt das Kontaktelement ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement, die einander zugewandt sind, wobei sich die Drehwelle dazwischen befindet.
• Jedes der Kontaktelemente kontaktiert das Kopplungselement. Somit wird das Kopplungselement stabil in der Axialrichtung der Drehwelle bewegt.
• (18) Nach einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei der Fahrradschaltvorrichtung nach einem von dem ersten bis siebzehnten Aspekt der zweite Drehkörper einer von einer Mehrzahl von zweiten Drehkörpern, und das Kopplungselement ist eines von einem oder mehreren Kopplungselementen, deren Anzahl geringer ist als die der zweiten Drehkörper.
• Somit wird die Struktur der Fahrradschaltvorrichtung vereinfacht.
• (19) Nach einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung repräsentiert bei der Fahrradschaltvorrichtung nach dem achtzehnten Aspekt in einem Fall, in dem n die Anzahl der zweiten Drehkörper repräsentiert, n-1 die Anzahl der Kopplungselemente.
• Somit wird die Struktur der Fahrradschaltvorrichtung vereinfacht.
• (20) Nach einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst bei der Fahrradschaltvorrichtung nach einem von dem ersten bis neunzehnten Aspekt die zweite Getriebeeinheit einen dritten Drehkörper, der durch die Drehwelle drehbar gelagert ist, die erste Getriebeeinheit umfasst einen vierten Drehkörper, der an den dritten Drehkörper gekoppelt ist, und die Fahrradschaltvorrichtung umfasst des Weiteren ein Zusatzkopplungselement, das in der Axialrichtung der Drehwelle relativ zum dritten Drehkörper bewegbar ist und ausgebildet ist, den dritten Drehkörper und die Drehwelle zu koppeln, so dass eine Drehung des vierten Drehkörpers an die Drehwelle übertragen wird.
• Somit können verschiedene Übersetzungsverhältnisse eingestellt werden.
• (21) Nach einem einundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei der Fahrradschaltvorrichtung nach dem zwanzigsten Aspekt der dritte Drehkörper einer von einer Mehrzahl von dritten Drehkörpern, und das Zusatzkopplungselement ist eines von einem oder mehr Zusatzkopplungselementen, deren Anzahl geringer ist als die der dritten Drehkörper.
• Somit wird die Struktur der Fahrradschaltvorrichtung vereinfacht.
• (22) Nach einem zweiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung repräsentiert bei der Fahrradschaltvorrichtung nach dem einundzwanzigsten Aspekt in einem Fall, in dem n die Anzahl der dritten Drehkörper repräsentiert, n-1 die Anzahl der Zusatzkopplungselemente.
• Somit wird die Struktur der Fahrradschaltvorrichtung vereinfacht.
• (23) Nach einem dreiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Fahrradschaltvorrichtung nach einem von dem ersten bis zweiundzwanzigsten Aspekt des Weiteren ein Gehäuse, das die erste Getriebeeinheit, die zweite Getriebeeinheit, das Kopplungselement und die Löseeinheit beherbergt.
• Somit werden die erste Getriebeeinheit, die zweite Getriebeeinheit, das Kopplungselement und die Löseeinheit durch das Gehäuse geschützt.
• (24) Nach einem vierundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Fahrradschaltvorrichtung nach dem dreiundzwanzigsten Aspekt des Weiteren einen Energieerzeugungsmechanismus. Das Gehäuse beherbergt des Weiteren den Energieerzeugungsmechanismus.
• Somit wird der Energieerzeugungsmechanismus durch das Gehäuse geschützt.
• (25) Nach einem fünfundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Fahrradschaltvorrichtung nach dem dreiundzwanzigsten oder vierundzwanzigsten Aspekt des Weiteren einen Energiespeichermechanismus. Das Gehäuse beherbergt des Weiteren den Energiespeichermechanismus.
• Somit wird der Energiespeichermechanismus durch das Gehäuse geschützt.
• (26) Nach einem sechsundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Fahrradschaltvorrichtung nach einem von dem dreiundzwanzigsten bis fünfundzwanzigsten Aspekt des Weiteren eine Steuereinheit, die elektrisch eine Bewegung des Kopplungselements steuert. Das Gehäuse beherbergt des Weiteren die Steuereinheit.
• Somit wird die Steuereinheit durch das Gehäuse geschützt.
• (27) Nach einem siebenundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bei der Fahrradschaltvorrichtung nach einem von dem dreiundzwanzigsten bis sechsundzwanzigsten Aspekt das Gehäuse ein Nabengehäuse.
• Somit werden die erste Getriebeeinheit, die zweite Getriebeeinheit, das Kopplungselement und die Löseeinheit durch das Nabengehäuse geschützt.
• (28) Nach einem achtundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Fahrrad-Innengetriebenabe ein Nabengehäuse; eine erste Getriebeeinheit, die einen ersten Drehkörper umfasst, auf den vom Menschen aufgebrachte Leistung übertragen wird, und die im Nabengehäuse beherbergt ist; eine zweite Getriebeeinheit, die einen zweiten Drehkörper, der an den ersten Drehkörper gekoppelt ist, und eine Drehwelle umfasst, die den zweiten Drehkörper drehbar lagert, und die im Nabengehäuse beherbergt ist; ein Kopplungselement, das ausgebildet ist, den zweiten Drehkörper und die Drehwelle zu koppeln, so dass die vom Menschen aufgebrachte Leistung, die von der ersten Getriebeeinheit übertragen wird, an die Drehwelle durch den zweiten Drehkörper übertragen wird, und das im Nabengehäuse beherbergt ist; und eine Löseeinheit, die im Nabengehäuse beherbergt und ausgebildet ist, das Kopplungselement vom zweiten Drehkörper mittels der vom Menschen aufgebrachten Leistung zu entkoppeln, die von der ersten Getriebeeinheit an die zweite Getriebeeinheit übertragen wird.
• Die Fahrrad-Innengetriebenabe des achtundzwanzigsten Aspekts umfasst die Löseeinheit, die den zweiten Drehkörper von der Drehwelle mittels der vom Menschen aufgebrachten Leistung entkoppelt. In einem Fall, in dem zum Fahren eine hohe Last auf das Fahrrad ausgeübt wird, wird somit auch die Kraft zum Entkoppeln des zweiten Drehkörpers von der Drehwelle erhöht. Dies verbessert das Schaltverhalten.
• Die Fahrradschaltvorrichtung und die Fahrrad-Innengetriebenabe nach der vorliegenden Erfindung verbessern das Schaltverhalten.
• Figurenliste
• 1 ist eine Seitenansicht eines Fahrrads, an dem eine Ausführungsform der Fahrradschaltvorrichtung montiert ist.
• 2 ist eine Vorderansicht, die die Fahrradschaltvorrichtung aus 1 zeigt.
• 3 ist eine perspektivische Ansicht, die die interne Struktur der Fahrradschaltvorrichtung aus 2 zeigt.
• 4 ist eine Vorderansicht, die die Fahrradschaltvorrichtung aus 3 zeigt.
• 5 ist eine perspektivische Ansicht, die zweite Drehkörper aus 4 zeigt.
• 6 ist eine Vorderansicht, die die zweiten Drehkörper aus 5 zeigt.
• 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie D7-D7 in 3.
• 8 ist eine perspektivische Ansicht, die erste Drehkörper und eine Löseeinheit aus 4 zeigt.
• 9 ist eine Rückseitenansicht, die die Fahrradschaltvorrichtung aus 4 zeigt.
• 10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Vorderseite der Löseeinheit aus 8 zeigt.
• 11 ist eine perspektivische Ansicht, die eine untere Seite der Löseeinheit aus 10 zeigt.
• 12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Vorderseite einer Drehwelle und von Kopplungselementen aus 4 zeigt.
• 13 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Rückseite der Drehwelle und der Kopplungselemente aus 12 zeigt.
• 14 ist eine Seitenansicht, die die Fahrradschaltvorrichtung aus 4 zeigt.
• 15 ist eine Seitenansicht, die die Fahrradschaltvorrichtung aus 14 zeigt, wobei eine Steuereinheit entfernt ist.
• 16 ist eine Draufsicht der Fahrradschaltvorrichtung, die sich in einer ersten Gangschaltungsstufe befindet.
• 17 ist eine Draufsicht der Fahrradschaltvorrichtung, die sich in einer zweiten Gangschaltungsstufe befindet.
• 18 ist eine Draufsicht der Fahrradschaltvorrichtung, die sich in einer dritten Gangschaltungsstufe befindet.
• 19 ist eine Draufsicht der Fahrradschaltvorrichtung, die sich in einer vierten Gangschaltungsstufe befindet.
• 20 ist eine Draufsicht der Fahrradschaltvorrichtung, die sich in einer fünften Gangschaltungsstufe befindet.
• 21 ist eine Draufsicht der Fahrradschaltvorrichtung, die sich in einer sechsten Gangschaltungsstufe befindet.
• 22 ist ein Schaubild, das die Beziehung zwischen den Gangschaltungsstufen und jedem der Kopplungszustände der Kopplungselemente und dem Kopplungszustand einer Freilaufkupplung zeigt.
• AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
• Die folgende Beschreibung stellt Ausführungsformen einer Fahrradschaltvorrichtung und einer Fahrrad-Innengetriebenabe nach der vorliegenden Erfindung dar und soll nicht einschränkend sein. Ausführungsformen der Fahrradschaltvorrichtung und der Fahrrad-Innengetriebenabe nach der vorliegenden Erfindung können als abgewandelte Beispiele abgewandelt werden. Ferner können zwei oder mehr der abgewandelten Beispiele kombiniert werden.
• Ausführungsformen
• 1 zeigt ein Beispiel eines Fahrrads A, das eine Fahrradschaltvorrichtung 10 umfasst. Das Fahrrad A ist ein City-Bike, das einen Unterstützungsmechanismus C umfasst, der den Vortrieb des Fahrrads A mittels elektrischer Energie unterstützt. Der Aufbau des Fahrrads A, an dem die Fahrradschaltvorrichtung 10 montiert ist, kann in jeden Aufbau geändert werden. In einem ersten Beispiel umfasst das Fahrrad A den Unterstützungsmechanismus C nicht. In einem zweiten Beispiel ist der Typ des Fahrrads A ein Straßenfahrrad, ein Mountainbike oder ein Hybridfahrrad. In einem dritten Beispiel weist das Fahrrad A die Aspekte des ersten Beispiels und des zweiten Beispiels auf. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Fahrrad A einen Fahrradkörper A1, einen Lenker A2, ein Vorderrad A3, ein Hinterrad A4, einen Antriebsmechanismus B, den Unterstützungsmechanismus C, eine Batterieeinheit D, eine Schaltbetätigungsvorrichtung E, eine Steuereinrichtung F und die Fahrradschaltvorrichtung 10. Das Fahrrad A umfasst des Weiteren einen Drehmomentsensor und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt). Der Fahrradkörper A1 umfasst einen Rahmen A12. Bei einem Beispiel ist die Fahrradschaltvorrichtung 10 eine Fahrrad-Innengetriebenabe. Die Fahrradschaltvorrichtung 10 ist an den Fahrradkörper A1 gekoppelt. Bei einem Beispiel ist die Fahrradschaltvorrichtung 10 an den Rahmen A12 des Fahrradkörpers A1 gekoppelt.
• Der Antriebsmechanismus B überträgt vom Menschen aufgebrachte Leistung an das Hinterrad A4 durch einen Kettenantrieb, einen Riemenantrieb oder einen Wellenantrieb. Der Antriebsmechanismus B, der in 1 gezeigt wird, umfasst einen Kettenantrieb. Der Antriebsmechanismus B umfasst ein vorderes Ritzel B1, ein hinteres Ritzel B2, eine Kette B3, eine Kurbel G und zwei Pedale B4.
• Die Kurbel G umfasst eine Kurbelwelle G1, eine rechte Kurbel G2 und eine linke Kurbel G3. Die Kurbelwelle G1 ist durch ein Tretlager drehbar gelagert, das sich am Rahmen A12 befindet. Die rechte Kurbel G2 und die linke Kurbel G3 sind jeweils an die Kurbelwelle G1 gekoppelt. Eines der zwei Pedale B4 ist durch die rechte Kurbel G2 drehbar gelagert. Das andere der zwei Pedale B4 ist durch die linke Kurbel G3 drehbar gelagert.
• Das vordere Ritzel B1 ist an die Kurbelwelle G1 gekoppelt. Die Kurbelwelle G1 und das vordere Ritzel B1 sind miteinander koaxial. Jede Struktur, die Kurbelwelle G1 an das vordere Ritzel B1 koppelt, kann ausgewählt werden. In einem ersten Beispiel sind das vordere Ritzel B1 und die Kurbelwelle G1 so gekoppelt, dass sie sich nicht relativ zueinander drehen. In einem zweiten Beispiel befindet sich eine Freilaufkupplung (nicht gezeigt) zwischen der Kurbelwelle G1 und dem vorderen Ritzel B1. In einem Fall, in dem die Kurbelwelle G1 mit einer größeren Geschwindigkeit vorwärts gedreht wird als das vordere Ritzel B1, überträgt die Freilaufkupplung die Drehung der Kurbelwelle G1 an das vordere Ritzel B1.
• Der Unterstützungsmechanismus C umfasst einen Unterstützungsmotor C1, eine Treiberschaltung C2, eine Untersetzungsvorrichtung C3 und eine Freilaufkupplung (nicht gezeigt). Der Unterstützungsmechanismus C unterstützt den Vortrieb des Fahrrads A. Bei einem Beispiel unterstützt der Unterstützungsmechanismus C den Vortrieb des Fahrrads A, indem er Drehmoment an das vordere Ritzel B1 überträgt. Der Drehmomentsensor gibt ein Signal aus, das dem Drehmoment entspricht, das auf einen Gegenstand ausgeübt wird. Der Detektionsgegenstand des Drehmomentsensors ist beispielsweise eine Kurbel oder ein Pedal. In einem Fall, in dem der Detektionsgegenstand eine Kurbel oder ein Pedal ist, gibt der Drehmomentsensor ein Signal aus, das der vom Menschen aufgebrachten Leistung entspricht, die auf die Kurbel oder das Pedal ausgeübt wird. Die spezifische Struktur des Drehmomentsensors kann aus verschiedenen Strukturen ausgewählt werden. In einem ersten Beispiel umfasst der Drehmomentsensor einen Dehnungssensor. In einem zweiten Beispiel umfasst der Drehmomentsensor einen magnetostriktiven Sensor. In einem dritten Beispiel umfasst der Drehmomentsensor einen optischen Sensor. In einem vierten Beispiel umfasst der Drehmomentsensor einen Drucksensor.
• In einem ersten Beispiel ist die Fahrradschaltvorrichtung 10 eine so genannte Fahrrad-Innengetriebenabe und umfasst einen Abschnitt (Mittelabschnitt) des Hinterrades A4. In einem zweiten Beispiel befindet sich die Fahrradschaltvorrichtung 10 im Unterstützungsmechanismus C. In einem dritten Beispiel ist die Fahrradschaltvorrichtung 10 ein Schaltgetriebe, das einen Kurbelkopplungsabschnitt des Rahmens A12 des Fahrrads A umfasst, das den Unterstützungsmechanismus C nicht umfasst. Das hintere Ritzel B2 ist durch das Hinterrad A4 drehbar gelagert und mit der Fahrradschaltvorrichtung 10 verbunden. Die Kette B3 verläuft um das vordere Ritzel B1 und das hintere Ritzel B2. In einem Fall, bei dem vom Menschen aufgebrachte Leistung, die auf die zwei Pedale B4 ausgeübt wird, die Kurbel G und das vordere Ritzel B1 vorwärts dreht, dreht die vom Menschen aufgebrachte Leistung, die von der Kette B3, dem hinteren Ritzel B2 und der Fahrradschaltvorrichtung 10 übertragen wird, das Hinterrad A4 vorwärts.
• Die Batterieeinheit D umfasst eine Batterie D1 und eine Batteriehaltevorrichtung D2. Die Batterie D1 ist eine Batterie, die eine oder mehr Batteriezellen umfasst. Die Batteriehaltevorrichtung D2 ist am Rahmen des Fahrrads A fixiert. Die Batterie D1 ist an der Batteriehaltevorrichtung D2 befestigbar und davon lösbar. Die Batteriehaltevorrichtung D2 ist mit zumindest jedem von dem Unterstützungsmotor C1 und der Fahrradschaltvorrichtung 10 durch Drähte (nicht gezeigt) verbunden. In einem Fall, in dem die Batterie D1 an der Batteriehaltevorrichtung D2 befestigt ist, ist die Batterie D1 mit zumindest jedem von dem Unterstützungsmotor C1 und der Fahrradschaltvorrichtung 10 elektrisch verbunden.
• Die Schaltbetätigungsvorrichtung E umfasst einen Betätigungsabschnitt E1, der durch den Nutzer betätigt wird. Ein Beispiel des Betätigungsabschnitts E1 sind ein oder mehrere Knöpfe. Die Schaltbetätigungsvorrichtung E ist mit der Fahrradschaltvorrichtung 10 verbunden, um mit der Fahrradschaltvorrichtung 10 zu kommunizieren, so dass ein Signal, das einer Betätigung des Betätigungsabschnitts E1 entspricht, an die Fahrradschaltvorrichtung 10 übertragen wird. In einem ersten Beispiel ist die Schaltbetätigungsvorrichtung E mit der Fahrradschaltvorrichtung 10 durch einen Draht, der Stromleitungskommunikation (power line communication, PLC) erlaubt, oder eine Kommunikationsleitung verbunden, um mit der Fahrradschaltvorrichtung 10 zu kommunizieren. In einem zweiten Beispiel ist die Schaltbetätigungsvorrichtung E mit der Fahrradschaltvorrichtung 10 durch eine Drahtloskommunikationseinheit verbunden, die Drahtloskommunikation erlaubt, um mit der Fahrradschaltvorrichtung 10 zu kommunizieren. In einem Fall, in dem der Betätigungsabschnitt E1 betätigt wird, wird ein Signal zum Wechseln der Gangschaltungsstufe der Fahrradschaltvorrichtung 10 an die Fahrradschaltvorrichtung 10 übertragen. Die Fahrradschaltvorrichtung 10 wird in Abhängigkeit von dem Signal zum Wechsel der Gangschaltungsstufe betätigt.
• Die Steuereinrichtung F ist mit zumindest jedem von der Fahrradschaltvorrichtung 10 und dem Unterstützungsmechanismus C verbunden und in Kommunikation gebracht, um zumindest die Fahrradschaltvorrichtung 10 und den Unterstützungsmechanismus C zu steuern. In einem ersten Beispiel ist die Steuereinrichtung F durch einen Draht, der PLC ermöglicht, oder eine Kommunikationsleitung mit zumindest einem von der Fahrradschaltvorrichtung 10 und dem Unterstützungsmechanismus C verbunden und in Kommunikation gebracht. In einem zweiten Beispiel ist die Schaltbetätigungsvorrichtung E durch eine Drahtloskommunikationseinheit, die Drahtloskommunikation erlaubt, mit zumindest einer von der Fahrradschaltvorrichtung 10 und dem Unterstützungsmechanismus C verbunden und in Kommunikation gebracht. Der Aufbau der Steuereinrichtung F kann aus verschiedenen Aufbauarten ausgewählt werden. In einem ersten Beispiel umfasst die Steuereinrichtung F einen Arithmetik-Prozessor und eine Datenspeichereinheit. In einem zweiten Beispiel umfasst die Steuereinrichtung F einen Arithmetik-Prozessor, umfasst aber keine Datenspeichereinheit. Die Datenspeichereinheit ist separat von der Steuereinrichtung F angeordnet. Ein Beispiel für die Steuereinrichtung F ist ein Prozessor. Ein Beispiel für den Arithmetik-Prozessor ist eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU). Ein Beispiel für die Datenspeichereinheit ist ein Speicher.
• Die Fahrradschaltvorrichtung 10 wird dazu verwendet, die Anzahl der Umdrehungen des Hinterrades A4 relativ zur Anzahl der Umdrehungen des hinteren Ritzels B2 zu ändern. Die Fahrradschaltvorrichtung 10, die eine Fahrrad-Innengetriebenabe ist, weist eine Mehrzahl von Gangschaltungsstufen auf. Wie in den 3 und 4 gezeigt, umfasst die Fahrradschaltvorrichtung 10 eine Schalteinheit 10A. Die Schalteinheit 10A ist ausgebildet, eine aus der Mehrzahl von Gangschaltungsstufen auszuwählen. Die Schalteinheit 10A umfasst eine erste Getriebeeinheit 12, eine zweite Getriebeeinheit 14, ein Kopplungselement 16 und eine Löseeinheit 18. Es wird bevorzugt, dass die Fahrradschaltvorrichtung 10 einen Führungsabschnitt 20 (siehe 12), Vorspannelemente 22 (siehe 12), einen elektrischen Stellantrieb 24, Nabenachswellen 26A, 26B, ein erstes Trageelement 28A, ein zweites Trageelement 28B, einen Schaltmechanismus 30, ein Gehäuse 32 (siehe 2), einen Energieerzeugungsmechanismus 34 (siehe 7), einen Energiespeichermechanismus 36 (siehe 7) und eine Steuereinheit 38 (siehe 14) umfasst.
• Wie in 4 gezeigt, befindet sich das erste Trageelement 28A bezüglich der Schalteinheit 10A in Richtung zu einem ersten Ende 10B eines Nabengehäuses 32A (wird später beschrieben) hin, um die Schalteinheit 10A zu tragen. Das zweite Trageelement 28B befindet sich bezüglich der Schalteinheit 10A in Richtung zu einem zweiten Ende 10C des Nabengehäuses 32A (wird später beschrieben) hin, um die Schalteinheit 10A zu tragen. Die erste Getriebeeinheit 12 umfasst erste Drehkörper 40, eine Lagerwelle 42 und vierte Drehkörper 44. Vom Menschen aufgebrachte Leistung wird auf die ersten Drehkörper 40 übertragen. Die ersten Drehkörper 40 sind koaxial mit der Lagerwelle 42 angeordnet und um eine Mittelachse CX der Lagerwelle 42 drehbar. Die ersten Drehkörper 40 sind von der Lagerwelle 42 drehbar gelagert. Die ersten Drehkörper 40 befinden sich in einer Axialrichtung der Lagerwelle 42 zwischen dem Trageelement 28A und dem Trageelement 28B.
• Die ersten Drehkörper 40 umfassen ein erstes Eingangszahnrad 40A und ein zweites Eingangszahnrad 40B. Die Zahnräder 40A, 40B unterscheiden sich voneinander in der Anzahl der Zähne und dem Bezugsteilkreisdurchmesser. Die Anzahl der Zähne im ersten Eingangszahnrad 40A ist größer als die Anzahl der Zähne im zweiten Eingangszahnrad 40B. Der Bezugsteilkreisdurchmesser des ersten Eingangszahnrads 40A ist größer als der Bezugsteilkreisdurchmesser des zweiten Eingangszahnrads 40B. Das erste Eingangszahnrad 40A befindet sich in der Axialrichtung der Lagerwelle 42 näher an einer ersten Nabenachswelle 26A als das zweite Eingangszahnrad 40B. In einem ersten Beispiel sind das erste Eingangszahnrad 40A und das zweite Eingangszahnrad 40B miteinander einstückig ausgebildet. In einem zweiten Beispiel sind das erste Eingangszahnrad 40A und das zweite Eingangszahnrad 40B voneinander separat ausgebildet und aneinander fixiert. Es kann irgendein Material als das Material ausgewählt werden, das jedes Zahnrad der Fahrradschaltvorrichtung 10 bildet. In einem ersten Beispiel ist das Material, das jedes Zahnrad der Fahrradschaltvorrichtung 10 bildet, ein Metall. In einem zweiten Beispiel ist das Material, das jedes Zahnrad der Fahrradschaltvorrichtung 10 bildet, ein Kunstharz. In einem ersten Beispiel wird die Lagerwelle 42 so von dem ersten Trageelement 28A und dem zweiten Trageelement 28B getragen, dass die Lagerwelle 42 nicht drehbar ist. In einem zweiten Beispiel ist die Lagerwelle 42 drehbar an das erste Trageelement 28A und das zweite Trageelement 28B gekoppelt. Die Lagerwelle 42 ist hohl.
• Die vierten Drehkörper 44 übertragen eine Drehung an das Gehäuse 32 (siehe 2). Die vierten Drehkörper 44 umfassen ein erstes Ausgangszahnrad 44A, ein zweites Ausgangszahnrad 44B und ein drittes Ausgangszahnrad 44C. Die Zahnräder 44A bis 44C unterscheiden sich voneinander in der Anzahl der Zähne und dem Bezugsteilkreisdurchmesser. Das erste Ausgangszahnrad 44A weist die kleinste Anzahl von Zähnen auf. Das zweite Ausgangszahnrad 44B weist die zweitkleinste Anzahl von Zähnen auf. Das dritte Ausgangszahnrad 44C weist die größte Anzahl von Zähnen auf. Das erste Ausgangszahnrad 44A weist den kleinsten Bezugsteilkreisdurchmesser auf. Das zweite Ausgangszahnrad 44B weist den zweitkleinsten Bezugsteilkreisdurchmesser auf. Das dritte Ausgangszahnrad 44C weist den größten Bezugsteilkreisdurchmesser auf. In einem ersten Beispiel sind das erste Ausgangszahnrad 44A, das zweite Ausgangszahnrad 44B und das dritte Ausgangszahnrad 44C miteinander einstückig ausgebildet. In einem zweiten Beispiel sind das erste Ausgangszahnrad 44A, das zweite Ausgangszahnrad 44B und das dritte Ausgangszahnrad 44C voneinander separat ausgebildet und aneinander fixiert.
• Das erste Ausgangszahnrad 44A befindet sich in der Axialrichtung der Lagerwelle 42 näher an der ersten Nabenachswelle 26A als das zweite Ausgangszahnrad 44B und das dritte Ausgangszahnrad 44C. Das zweite Ausgangszahnrad 44B befindet sich in der Axialrichtung der Lagerwelle 42 näher an der ersten Nabenachswelle 26A als das dritte Ausgangszahnrad 44C. Das zweite Ausgangszahnrad 44B befindet sich in der Axialrichtung der Lagerwelle 42 zwischen dem ersten Ausgangszahnrad 44A und dem dritten Ausgangszahnrad 44C. Das dritte Ausgangszahnrad 44C befindet sich in der Axialrichtung der Lagerwelle 42 näher an einer zweiten Nabenachswelle 26B als das zweite Ausgangszahnrad 44B.
• Die zweite Getriebeeinheit 14 umfasst zweite Drehkörper 46, eine Drehwelle 48 und dritte Drehkörper 50. Die zweiten Drehkörper 46 sind mit den ersten Drehkörpern 40 verbunden. Die zweiten Drehkörper 46 sind koaxial mit der Drehwelle 48 angeordnet. Die zweiten Drehkörper 46 befinden sich in einer Axialrichtung der Drehwelle 48 zwischen dem ersten Trageelement 28A und dem zweiten Trageelement 28B. Die zweiten Drehkörper 46 sind um eine Mittelachse CY der Drehwelle 48 drehbar. Die zweiten Drehkörper 46 umfassen ein erstes eingangsseitiges Zahnrad 46A und ein zweites eingangsseitiges Zahnrad 46B.
• Die Zahnräder 46A, 46B unterscheiden sich voneinander in der Anzahl der Zähne und dem Bezugsteilkreisdurchmesser. Die Anzahl der Zähne im ersten eingangsseitigen Zahnrad 46A ist kleiner als die Anzahl der Zähne im zweiten eingangsseitigen Zahnrad 46B. Der Bezugsteilkreisdurchmesser des ersten eingangsseitigen Zahnrads 46A ist kleiner als der Bezugsteilkreisdurchmesser des zweiten eingangsseitigen Zahnrads 46B. Das erste eingangsseitige Zahnrad 46A ist an das erste Eingangszahnrad 40A gekoppelt. Das erste eingangsseitige Zahnrad 46A befindet sich in der Axialrichtung der Drehwelle 48 näher an der ersten Nabenachswelle 26A als das zweite eingangsseitige Zahnrad 46B. Das zweite eingangsseitige Zahnrad 46B ist an das zweite Eingangszahnrad 40B gekoppelt. Die Drehwelle 48 wird drehbar durch das erste Trageelement 28A und das zweite Trageelement 28B gelagert.
• Die dritten Drehkörper 50 umfassen ein erstes ausgangsseitiges Zahnrad 50A, ein zweites ausgangsseitiges Zahnrad 50B und ein drittes ausgangsseitiges Zahnrad 50C. Die Zahnräder 50A bis 50C unterscheiden sich voneinander in der Anzahl der Zähne und dem Bezugsteilkreisdurchmesser. Das erste ausgangsseitige Zahnrad 50A weist die größte Anzahl von Zähnen auf. Das zweite ausgangsseitige Zahnrad 50B weist die zweitgrößte Anzahl von Zähnen auf. Das dritte ausgangsseitige Zahnrad 50C weist die kleinste Anzahl von Zähnen auf. Das erste ausgangsseitige Zahnrad 50A weist den größten Bezugsteilkreisdurchmesser auf. Das zweite ausgangsseitige Zahnrad 50B weist den zweitgrößten Bezugsteilkreisdurchmesser auf. Das dritte ausgangsseitige Zahnrad 50C weist den kleinsten Bezugsteilkreisdurchmesser auf.
• Das erste ausgangsseitige Zahnrad 50A befindet sich in der Axialrichtung der Drehwelle 48 näher an der ersten Nabenachswelle 26A als das zweite ausgangsseitige Zahnrad 50B und das dritte ausgangsseitige Zahnrad 50C. Das zweite ausgangsseitige Zahnrad 50B befindet sich in der Axialrichtung der Drehwelle 48 näher an der ersten Nabenachswelle 26A als das dritte ausgangsseitige Zahnrad 50C. Das zweite ausgangsseitige Zahnrad 50B befindet sich in der Axialrichtung der Drehwelle 48 zwischen dem ersten ausgangsseitigen Zahnrad 50A und dem dritten ausgangsseitigen Zahnrad 50C. Das erste ausgangsseitige Zahnrad 50A ist an das erste Ausgangszahnrad 44A gekoppelt. Das zweite ausgangsseitige Zahnrad 50B ist an das zweite Ausgangszahnrad 44B gekoppelt. Das dritte ausgangsseitige Zahnrad 50C ist an das dritte Ausgangszahnrad 44C gekoppelt.
• Wie in den 5 und 6 zu sehen, umfasst das Kopplungselement 16 das Kopplungselement 52, ein erstes Zusatzkopplungselement 54 und ein zweites Zusatzkopplungselement 56. Die Kopplungselemente 52, 54, 56 sind jeweils ein Ring, in den die Drehwelle 48 eingesteckt ist, so dass die Drehwelle 48 relativ zu den Kopplungselementen 52, 54, 56 in der Axialrichtung der Drehwelle 48 beweglich ist.
• Das Kopplungselement 52 ist relativ zu den zweiten Drehkörpern 46 in der Axialrichtung der Drehwelle 48 drehbar. Das Kopplungselement 52 ist ausgebildet, die zweiten Drehkörper 46 und die Drehwelle 48 zu koppeln, so dass die vom Menschen aufgebrachte Leistung, die von der ersten Getriebeeinheit 12 (siehe 4) übertragen wird, an die Drehwelle 48 durch die zweiten Drehkörper 46 übertragen wird. Das Kopplungselement 52 befindet sich in der Axialrichtung der Drehwelle 48 zwischen dem ersten eingangsseitigen Zahnrad 46A und dem zweiten eingangsseitigen Zahnrad 46B. Das Kopplungselement 52 weist eine Kopplungsstruktur auf, die es dem Kopplungselement 52 ermöglicht, an die zweiten Drehkörper 46 gekoppelt zu werden. In einem ersten Beispiel, das in 5 gezeigt wird, umfasst die Kopplungsstruktur einen Vorsprung 52A, der an dem Kopplungselement 52 angeordnet ist, um mit einer der Ausnehmungen 46C gekoppelt zu werden, die sich in einer Seitenfläche des ersten eingangsseitigen Zahnrads 46A der zweiten Drehkörper 46 öffnen. In einem zweiten Beispiel umfasst die Kopplungsstruktur Ausnehmungen, die im Kopplungselement 52 angeordnet sind, um mit einem Vorsprung gekoppelt zu werden, der von einer Seitenfläche der zweiten Drehkörper 46 hervorragt. Jede Anzahl von Kopplungselementen 52 kann vorgesehen sein. In einem bevorzugten Beispiel ist die Anzahl der Kopplungselemente 52 kleiner als die Anzahl der zweiten Drehkörper 46. Beispielsweise repräsentiert in einem Fall, in dem n die Anzahl der zweiten Drehkörper 46 repräsentiert, n-1 die Anzahl der Kopplungselemente 52. Hierbei ist n jede natürliche Zahl, die zwei oder größer ist. Das Kopplungselement 52 umfasst eine Nockenfläche 52B, die der Seitenfläche des ersten eingangsseitigen Zahnrads 46A der zweiten Drehkörper 46 zugewandt ist. Die Nockenfläche 52B ist so angeordnet, dass sie in einer Umfangsrichtung der Drehwelle 48 nichtparallel verläuft. Die Form der Nockenfläche 52B ist spiralförmig.
• Das erste Zusatzkopplungselement 54 ist relativ zu den dritten Drehkörpern 50 in der Axialrichtung der Drehwelle 48 drehbar. Das erste Zusatzkopplungselement 54 ist ausgebildet, die dritten Drehkörper 50 und die Drehwelle 48 zu koppeln. Das erste Zusatzkopplungselement 54 befindet sich in der Axialrichtung der Drehwelle 48 zwischen dem ersten ausgangsseitigen Zahnrad 50A und dem zweiten ausgangsseitigen Zahnrad 50B. Das erste Zusatzkopplungselement 54 weist eine Kopplungsstruktur auf, die es dem ersten Zusatzkopplungselement 54 ermöglicht, an das erste ausgangsseitige Zahnrad 50A der dritten Drehkörper 50 gekoppelt zu werden. In einem ersten Beispiel, das in 5 gezeigt wird, umfasst die Kopplungsstruktur einen Vorsprung 54A, der an dem ersten Zusatzkopplungselement 54 angeordnet ist, um mit einer der Ausnehmungen 50E gekoppelt zu werden, die sich in einer Seitenfläche des ersten ausgangsseitigen Zahnrads 50A der dritten Drehkörper 50 öffnen. In einem zweiten Beispiel umfasst die Kopplungsstruktur Ausnehmungen, die im ersten Zusatzkopplungselement 54 angeordnet sind, um mit einem Vorsprung gekoppelt zu werden, der von der Seitenfläche des ersten ausgangsseitigen Zahnrads 50A der dritten Drehkörper 50 hervorragt. Das erste Zusatzkopplungselement 54 umfasst eine Nockenfläche 54B, die der Seitenfläche des ersten ausgangsseitigen Zahnrads 50A der dritten Drehkörper 50 zugewandt ist. Die Nockenfläche 54B ist so angeordnet, dass sie in der Umfangsrichtung der Drehwelle 48 nichtparallel verläuft. Die Form der Nockenfläche 54B ist spiralförmig.
• Das zweite Zusatzkopplungselement 56 ist relativ zu den dritten Drehkörpern 50 in der Axialrichtung der Drehwelle 48 drehbar. Das zweite Zusatzkopplungselement 56 ist ausgebildet, die dritten Drehkörper 50 und die Drehwelle 48 zu koppeln. Das zweite Zusatzkopplungselement 56 befindet sich in der Axialrichtung der Drehwelle 48 zwischen dem zweiten ausgangsseitigen Zahnrad 50B und dem dritten ausgangsseitigen Zahnrad 50C. Das zweite Zusatzkopplungselement 56 weist eine Kopplungsstruktur auf, die es dem zweiten Zusatzkopplungselement 56 ermöglicht, an das zweite ausgangsseitige Zahnrad 50B der dritten Drehkörper 50 gekoppelt zu werden. In einem ersten Beispiel, das in 5 gezeigt wird, umfasst die Kopplungsstruktur einen Vorsprung 56A, der an dem zweiten Zusatzkopplungselement 56 angeordnet ist, um mit einer der Ausnehmungen 50F gekoppelt zu werden, die sich in einer Seitenfläche des zweiten ausgangsseitigen Zahnrads 50B der dritten Drehkörper 50 öffnen. In einem zweiten Beispiel umfasst die Kopplungsstruktur Ausnehmungen, die im zweiten Zusatzkopplungselement 56 angeordnet sind, um mit einem Vorsprung gekoppelt zu werden, der von der Seitenfläche des zweiten ausgangsseitigen Zahnrads 50B der dritten Drehkörper 50 hervorragt. Das zweite Zusatzkopplungselement 56 umfasst eine Nockenfläche 56B, die der Seitenfläche des zweiten ausgangsseitigen Zahnrads 50B der dritten Drehkörper 50 zugewandt ist. Die Nockenfläche 56B ist so angeordnet, dass sie in der Umfangsrichtung der Drehwelle 48 nichtparallel verläuft. Die Form der Nockenfläche 56B ist spiralförmig.
• Jede Anzahl der ersten Zusatzkopplungselemente 54 und jede Anzahl der zweiten Zusatzkopplungselemente 56 kann vorgesehen sein. In einem bevorzugten Beispiel ist die Gesamtzahl der ersten Zusatzkopplungselemente 54 und zweiten Zusatzkopplungselemente 56 kleiner als die Anzahl der dritten Drehkörper 50. Beispielsweise repräsentiert in einem Fall, in dem n die Anzahl der dritten Drehkörper 50 repräsentiert, n-1 die Gesamtzahl der ersten Zusatzkopplungselemente 54 und zweiten Zusatzkopplungselemente 56. Hierbei ist n jede natürliche Zahl, die zwei oder größer ist.
• Die Löseeinheit 18, die in 8 gezeigt wird, bewegt das Kopplungselement 52 in der Axialrichtung der Drehwelle 48, um die zweiten Drehkörper 46 von der Drehwelle 48 mittels vom Menschen aufgebrachter Leistung zu entkoppeln, die von der ersten Getriebeeinheit 12 (siehe 4) übertragen wird. Die Löseeinheit 18 bewegt das erste Zusatzkopplungselement 54 und das zweite Zusatzkopplungselement 56 in der Axialrichtung der Drehwelle 48, um die dritten Drehkörper 50 von der Drehwelle 48 mittels der vom Menschen aufgebrachten Leistung zu entkoppeln, die von der ersten Getriebeeinheit 12 übertragen wird. Die Löseeinheit 18 umfasst einen Trageabschnitt 58, einen Stellabschnitt 60 und eine Antriebswelle 70.
• Der Trageabschnitt 58, der in den 8 und 9 gezeigt wird, trägt eine Mehrzahl von Stellabschnitten 60. Der Trageabschnitt 58 umfasst ein Basisteil 58A und Wellenverbindungsteile 58B, 58C. Das Basisteil 58A ist parallel zur Mittelachse CY der Drehwelle 48 angeordnet. Das Basisteil 58A verläuft parallel zur Mittelachse CY der Drehwelle 48. Das Basisteil 58A ist mittels einer Mehrzahl von Schrauben H1 am ersten Trageelement 28A und zweiten Trageelement 28B (siehe 4) befestigt.
• Das Wellenverbindungsteil 58B befindet sich an einem Ende des Basisteils 58A. Das Wellenverbindungsteil 58B lagert ein Ende der Antriebswelle 70 drehbar. Das Wellenverbindungsteil 58C befindet sich am anderen Ende des Basisteils 58A. Das Wellenverbindungsteil 58C lagert das andere Ende der Antriebswelle 70 drehbar.
• Der Stellabschnitt 60, der in den 10 und 11 gezeigt ist, umfasst einen ersten Stellabschnitt 60A, einen zweiten Stellabschnitt 60B und einen dritten Stellabschnitt 60C. Die Stellabschnitte 60A bis 60C sind in der Axialrichtung der Drehwelle 48 angeordnet. Jeder der Stellabschnitte 60A bis 60C umfasst ein Kontaktelement 64, einen Halter 66 und ein Verbindungsglied 68.
• Das Kontaktelement 64 umfasst ein erstes Kontaktelement 72 und ein zweites Kontaktelement 74. Das erste Kontaktelement 72 erstreckt sich vom Halter 66 zur Drehwelle 48 hin (siehe 8). Das zweite Kontaktelement 74 umfasst ein erstes Teil 74A und ein zweites Teil 74B. Das erste Teil 74A erstreckt sich vom Halter 66 zur Drehwelle 48 hin. Das zweite Teil 74B ist von einem Ende des ersten Teils 74A, das sich näher an der Drehwelle 48 befindet, zum ersten Kontaktelement 72 hin gekrümmt. Das distale Ende des ersten Kontaktelements 72 ist dem distalen Ende des zweiten Teils 74B des zweiten Kontaktelements 74 zugewandt, wobei die Drehwelle 48 sich dazwischen befindet.
• Der Halter 66 ist mittels einer Mehrzahl von Schrauben H2 (siehe 9) am Basisteil 58A des Trageabschnitts 58 befestigt. Der Halter 66 umfasst ein erstes Teil 66A, ein zweites Teil 66B, ein drittes Teil 66C, eine erste Führung 66D und eine zweite Führung 66E. Das erste Teil 66A ist durch eine Mehrzahl von Schrauben H2 an Positionen oberhalb der Antriebswelle 70 am Basisteil 58A befestigt. Das zweite Teil 66B ist durch eine Mehrzahl von Schrauben H2 an Positionen unterhalb der Antriebswelle 70 am Basisteil 58A befestigt. Das dritte Teil 66C verbindet das erste Teil 66A und das zweite Teil 66B. Die erste Führung 66D befindet sich zwischen dem ersten Teil 66A und dem dritten Teil 66C. Die erste Führung 66D trägt das erste Kontaktelement 72, so dass das erste Kontaktelement 72 relativ zum Halter 66 verschiebbar ist. Das erste Kontaktelement 72 ist relativ zum Halter 66 zur Drehwelle 48 hin und von der Drehwelle 48 weg verschiebbar. Die zweite Führung 66E befindet sich zwischen dem zweiten Teil 66B und dem dritten Teil 66C. Die zweite Führung 66E trägt das zweite Kontaktelement 74, so dass das erste Teil 74A des zweiten Kontaktelements 74 relativ zum Halter 66 verschiebbar ist. Das erste Teil 74A des zweiten Kontaktelements 74 ist zur Drehwelle 48 hin und von der Drehwelle 48 weg verschiebbar.
• Das Verbindungsglied 68 ist ausgebildet, die Drehung der Antriebswelle 70 in eine Translationsbewegung umzuwandeln und die Translationsbewegung an das Kontaktelement 64 zu übertragen. Das Verbindungsglied 68 umfasst eine Verbindungsplatte 76 und einen Wellenkontaktabschnitt 78.
• Die Verbindungsplatte 76 verbindet das erste Kontaktelement 72 und das zweite Kontaktelement 74. Die Verbindungsplatte 76 umfasst einen Basisabschnitt 76A, einen ersten Vorsprung 76B, einen zweiten Vorsprung 76C und einen dritten Vorsprung 76D.
• Der Basisabschnitt 76A ist plattenförmig und verläuft vom ersten Kontaktelement 72 zum zweiten Kontaktelement 74 hin. Der erste Vorsprung 76B befindet sich an einem Ende in Längsrichtung des Basisabschnitts 76A. Der erste Vorsprung 76B ist in ein Verbindungsloch 72A eingesteckt, das im ersten Kontaktelement 72 vorgesehen ist. Der zweite Vorsprung 76C befindet sich am anderen Ende in Längsrichtung des Basisabschnitts 76A. Der zweite Vorsprung 76C ist in ein Verbindungsloch 74C eingesteckt, das im zweiten Kontaktelement 74 vorgesehen ist. Der dritte Vorsprung 76D ist an einem mittleren Teil des Basisabschnitts 76A in der Längsrichtung angeordnet. Der dritte Vorsprung 76D ist in ein Verbindungsloch 66F eingesteckt, das im dritten Teil 66C vorgesehen ist. Die Verbindungsplatte 76 ist um den dritten Vorsprung 76D relativ zum Halter 66 drehbar. Die Verbindungsplatte 76 wird durch eine Torsionsspiralfeder (nicht gezeigt) in einer Richtung (hiernach als „die erste Drehrichtung“ bezeichnet) vorgespannt, in der sich der erste Vorsprung 76B der Antriebswelle 70 annähert. Die Torsionsspiralfeder ist an den dritten Vorsprung 76D gekoppelt. Der Wellenkontaktabschnitt 78 ist an den Basisabschnitt 76A gekoppelt. Der Wellenkontaktabschnitt 78 kann mit der entsprechenden der Wellennockenflächen 82, 84, 86 der Antriebswelle 70 in Kontakt gebracht werden.
• Die Antriebswelle 70 ist an das Kontaktelement 64 gekoppelt, so dass das Kontaktelement 64 von einem von einem ersten Zustand, in dem das Kontaktelement 64 von dem Kopplungselement 16 beabstandet ist, und einem zweiten Zustand, in dem das Kontaktelement 64 mit dem Kopplungselement 16 in Kontakt ist, in den anderen von dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand umgeschaltet wird. Die Antriebswelle 70 ist um eine Mittelachse CZ drehbar, die von der Mittelachse CY der Drehwelle 48 separat ist. Die Antriebswelle 70 ist parallel zur Drehwelle 48 angeordnet. Die Antriebswelle 70 umfasst eine erste Wellennockenfläche 82, eine zweiten Wellennockenfläche 84 und eine dritte Wellennockenfläche 86.
• Die erste Wellennockenfläche 82 befindet sich an einer Position der Antriebswelle 70, die mit dem Wellenkontaktabschnitt 78 des ersten Stellabschnitts 60A in Kontakt gebracht werden kann. Die erste Wellennockenfläche 82 schaltet das Kontaktelement 64 des ersten Stellabschnitts 60A aus dem zweiten Zustand, in dem das Kontaktelement 64 mit dem Kopplungselement 52 in Kontakt ist, in den ersten Zustand um, in dem das Kontaktelement 64 mit dem Kopplungselement 52 nicht in Kontakt ist.
• In einem Zustand, in dem die erste Wellennockenfläche 82 in Kontakt mit dem Wellenkontaktabschnitt 78 des ersten Stellabschnitts 60A ist, wird der Wellenkontaktabschnitt 78 durch die erste Wellennockenfläche 82 nach oben gedrückt. Dies dreht die Verbindungsplatte 76 in einer zweiten Drehrichtung, die der ersten Drehrichtung entgegengesetzt ist, was der Kraft der Torsionsspiralfeder entgegenwirkt. Somit befindet sich jedes der Kontaktelemente 72, 74 im ersten Zustand. In einem Zustand, in dem die erste Wellennockenfläche 82 nicht in Kontakt mit dem Wellenkontaktabschnitt 78 des ersten Stellabschnitts 60A ist, befindet sich jedes der Kontaktelemente 72, 74 aufgrund der Kraft der Torsionsspiralfeder im zweiten Zustand. Die Nockenfläche 52B des Kopplungselements 52 (siehe 8) ist so ausgebildet, dass im zweiten Zustand der Maximalabstand zwischen der Nockenfläche 52B und der Seitenfläche des ersten eingangsseitigen Zahnrads 46A der zweiten Drehkörper 46 in der Axialrichtung größer als die axiale Abmessung des distalen Endes jedes der Kontaktelemente 72, 74 ist.
• Die zweite Wellennockenfläche 84 befindet sich an einer Position der Antriebswelle 70, die mit dem Wellenkontaktabschnitt 78 des zweiten Stellabschnitts 60B in Kontakt gebracht werden kann. Die zweite Wellennockenfläche 84 schaltet jedes der Kontaktelemente 72, 74 des zweiten Stellabschnitts 60B aus dem zweiten Zustand, in dem das Kontaktelement 64 mit dem ersten Zusatzkopplungselement 54 in Kontakt ist, in den ersten Zustand um, in dem jedes der Kontaktelemente 72, 74 mit dem ersten Zusatzkopplungselement 54 nicht in Kontakt ist.
• In einem Zustand, in dem die zweite Wellennockenfläche 84 in Kontakt mit dem Wellenkontaktabschnitt 78 des zweiten Stellabschnitts 60B ist, wird der Wellenkontaktabschnitt 78 durch die zweite Wellennockenfläche 84 nach oben gedrückt. Dies dreht die Verbindungsplatte 76 in der zweiten Drehrichtung, was der Kraft der Torsionsspiralfeder entgegenwirkt. Somit befindet sich jedes der Kontaktelemente 72, 74 im ersten Zustand. In einem Zustand, in dem die zweite Wellennockenfläche 84 nicht in Kontakt mit dem Wellenkontaktabschnitt 78 des zweiten Stellabschnitts 60B ist, befindet sich jedes der Kontaktelemente 72, 74 aufgrund der Kraft der Torsionsspiralfeder im zweiten Zustand. Die Nockenfläche 54B des ersten Zusatzkopplungselements 54 (siehe 8) ist so ausgebildet, dass im zweiten Zustand der Maximalabstand zwischen der Nockenfläche 54B und der Seitenfläche des ersten ausgangsseitigen Zahnrads 50A der dritten Drehkörper 50 in der Axialrichtung größer als die axiale Abmessung des distalen Endes jedes der Kontaktelemente 72, 74 ist.
• Die dritte Wellennockenfläche 86 befindet sich an einer Position der Antriebswelle 70, die mit dem Wellenkontaktabschnitt 78 des dritten Stellabschnitts 60C in Kontakt gebracht werden kann. Die dritte Wellennockenfläche 86 schaltet jedes der Kontaktelemente 72, 74 des dritten Stellabschnitts 60C aus dem zweiten Zustand, in dem jedes der Kontaktelemente 72, 74 mit dem zweiten Zusatzkopplungselement 56 in Kontakt ist, in den ersten Zustand um, in dem jedes der Kontaktelemente 72, 74 mit dem zweiten Zusatzkopplungselement 56 nicht in Kontakt ist.
• In einem Zustand, in dem die dritte Wellennockenfläche 86 in Kontakt mit dem Wellenkontaktabschnitt 78 des dritten Stellabschnitts 60C ist, wird der Wellenkontaktabschnitt 78 durch die dritte Wellennockenfläche 86 nach oben gedrückt. Dies dreht die Verbindungsplatte 76 in der zweiten Drehrichtung, was der Kraft der Torsionsspiralfeder entgegenwirkt. Somit befindet sich jedes der Kontaktelemente 72, 74 im ersten Zustand. In einem Zustand, in dem die dritte Wellennockenfläche 86 nicht in Kontakt mit dem Wellenkontaktabschnitt 78 des dritten Stellabschnitts 60C ist, befindet sich jedes der Kontaktelemente 72, 74 aufgrund der Kraft der Torsionsspiralfeder im zweiten Zustand. Die Nockenfläche 56B des zweiten Zusatzkopplungselements 56 (siehe 8) ist so ausgebildet, dass im zweiten Zustand der Maximalabstand zwischen der Nockenfläche 56B und der Seitenfläche des zweiten ausgangsseitigen Zahnrads 50B der dritten Drehkörper 50 in der Axialrichtung größer als die axiale Abmessung des distalen Endes jedes der Kontaktelemente 72, 74 ist.
• Der Führungsabschnitt 20, der in den 12 und 13 gezeigt wird, führt die Kopplungselemente 52, 54, 56 in der Axialrichtung der Drehwelle 48. Der Führungsabschnitt 20 weist eine Beschränkungsstruktur auf, die die Relativverdrehung der Drehwelle 48 und jedes der Kopplungselemente 52, 54, 56 beschränkt. Beispielsweise zeigen die 12 und 13 ein Beispiel einer Beschränkungsstruktur, die eine Mehrzahl von Führungsnuten 20A bis 20F umfasst, die in einem äußeren Umfangsabschnitt der Drehwelle 48 angeordnet sind und sich in der Axialrichtung der Drehwelle 48 erstrecken.
• Die erste Führungsnut 20A und die zweite Führungsnut 20B beschränken die Relativverdrehung der Drehwelle 48 und des Kopplungselements 52. Das Kopplungselement 52 umfasst zwei Beschränkungsvorsprünge 52C. Einer der Beschränkungsvorsprünge 52C (siehe 12) ragt von einer Seitenfläche des Kopplungselements 52 zur ersten Führungsnut 20A hin vor. Der Beschränkungsvorsprung 52C ist in die erste Führungsnut 20A eingesteckt. Der andere der Beschränkungsvorsprünge 52C (siehe 13) ragt von der Seitenfläche des Kopplungselements 52 zur zweiten Führungsnut 20B hin vor. Der Beschränkungsvorsprung 52C ist in die zweite Führungsnut 20B eingesteckt.
• Die dritte Führungsnut 20C und die vierte Führungsnut 20D beschränken die Relativverdrehung der Drehwelle 48 und des ersten Zusatzkopplungselements 54. Das erste Zusatzkopplungselement 54 umfasst zwei Beschränkungsvorsprünge 54C. Einer der Beschränkungsvorsprünge 54C (siehe 12) ragt von einer Seitenfläche des ersten Zusatzkopplungselements 54 zur dritten Führungsnut 20C hin vor. Der Beschränkungsvorsprung 54C ist in die dritte Führungsnut 20C eingesteckt. Der andere der Beschränkungsvorsprünge 54C (siehe 13) ragt von der Seitenfläche des ersten Zusatzkopplungselements 54 zur vierten Führungsnut 20D hin vor. Der Beschränkungsvorsprung 54C ist in die vierte Führungsnut 20D eingesteckt.
• Die fünfte Führungsnut 20E und die sechste Führungsnut 20F beschränken die Relativverdrehung der Drehwelle 48 und des zweiten Zusatzkopplungselements 56. Das zweite Zusatzkopplungselement 56 umfasst zwei Beschränkungsvorsprünge 56C. Einer der Beschränkungsvorsprünge 56C (siehe 12) ragt von einer Seitenfläche des zweiten Zusatzkopplungselements 56 zur fünften Führungsnut 20E hin vor. Der Beschränkungsvorsprung 56C ist in die fünfte Führungsnut 20E eingesteckt. Der andere der Beschränkungsvorsprünge 56C (siehe 13) ragt von der Seitenfläche des zweiten Zusatzkopplungselements 56 zur sechsten Führungsnut 20F hin vor. Der Beschränkungsvorsprung 56C ist in die sechste Führungsnut 20F eingesteckt.
• Die Drehwelle 48 umfasst zwei Ausnehmungen 48A. Eine der Ausnehmungen 48A befindet sich zwischen der ersten Führungsnut 20A und der zweiten Führungsnut 20B in der Umfangsrichtung der Drehwelle 48. Die Ausnehmung 48A befindet sich in einer Position der Drehwelle 48, wo sich das zweite eingangsseitige Zahnrad 46B (siehe 4) befindet. Eine erste Freilaufkupplung 88 und eine Druckfeder (nicht gezeigt) sind in der Ausnehmung 48A angeordnet. Die erste Freilaufkupplung 88 wird durch die Druckfeder in einer Richtung vorgespannt, die von der Ausnehmung 48A hervorragt. In einem Fall, in dem das zweite eingangsseitige Zahnrad 46B mit einer größeren Geschwindigkeit als die Drehwelle 48 vorwärts gedreht wird, überträgt die erste Freilaufkupplung 88 die Drehung des zweiten eingangsseitigen Zahnrads 46B an die Drehwelle 48. In einem Fall, in dem die Drehgeschwindigkeit des zweiten eingangsseitigen Zahnrads 46B kleiner oder gleich der Drehgeschwindigkeit der Drehwelle 48 ist, überträgt die erste Freilaufkupplung 88 die Drehung des zweiten eingangsseitigen Zahnrads 46B nicht an die Drehwelle 48.
• Die andere der Ausnehmungen 48A befindet sich zwischen der fünften Führungsnut 20E und der sechsten Führungsnut 20F in der Umfangsrichtung der Drehwelle 48. Die Ausnehmung 48A befindet sich in einer Position der Drehwelle 48, wo sich das dritte ausgangsseitige Zahnrad 50C (siehe 4) befindet. Eine zweite Freilaufkupplung 90 und eine Druckfeder (nicht gezeigt) sind in der Ausnehmung 48A angeordnet. Die zweite Freilaufkupplung 90 wird durch die Druckfeder in einer Richtung vorgespannt, die von der Ausnehmung 48A hervorragt. In einem Fall, in dem das dritte ausgangsseitige Zahnrad 50C mit einer größeren Geschwindigkeit als die Drehwelle 48 vorwärts gedreht wird, überträgt die zweite Freilaufkupplung 90 die Drehung des dritten ausgangsseitigen Zahnrads 50C an die Drehwelle 48. In einem Fall, in dem die Drehgeschwindigkeit des dritten ausgangsseitigen Zahnrads 50C kleiner oder gleich der Drehgeschwindigkeit der Drehwelle 48 ist, überträgt die zweite Freilaufkupplung 90 die Drehung des dritten eingangsseitigen Zahnrads 50C nicht an die Drehwelle 48.
• Die Vorspannelemente 22 spannen die Kopplungselemente 52, 54, 56 zu den zweiten Drehkörpern 46 hin vor. Die Vorspannelemente 22 befinden sich einzeln in den ersten bis sechsten Führungsnuten 20A bis 20F. In einem ersten Beispiel umfasst jedes der Vorspannelemente 22 eine Metallbefestigungsvorrichtung 22A und eine Druckfeder 22B. Die Metallbefestigungsvorrichtung 22A ist an der Drehwelle 48 fixiert. Ein Ende der Druckfeder 22B ist an der Metallbefestigungsvorrichtung 22A fixiert. Das andere Ende der Druckfeder 22B ist am entsprechenden der Beschränkungsvorsprünge 52C, 54C, 56C fixiert. In einem zweiten Beispiel umfasst jedes der Vorspannelemente 22 irgendein elastisches Element. In einem dritten Beispiel umfasst jedes der Vorspannelemente 22 ein elektrisch betätigtes Element.
• Der elektrische Stellantrieb 24, der in 4 gezeigt wird, befindet sich in einem Unterbringungshohlraum 32B, um die Schalteinheit 10A anzutreiben. Der elektrische Stellantrieb 24 (Englisch: electric actuator; kann auch als elektrischer Aktor bezeichnet werden) dreht die Antriebswelle 70 (siehe 8). Ein Beispiel des elektrischen Stellantriebs 24 ist ein Elektromotor. Der elektrische Stellantrieb 24 ist mit der Steuereinheit 38 (siehe 14) durch einen Draht (nicht gezeigt) elektrisch verbunden. Eine Ausgangswelle 24A des elektrischen Stellantriebs 24 ist mit dem Schaltmechanismus 30 (siehe 14) gekoppelt.
• Der Schaltmechanismus 30, der in den 14 und 15 gezeigt wird, verringert die Geschwindigkeit der Drehung der Ausgangswelle 24A des elektrischen Stellantriebs 24 und überträgt die Drehung an die Antriebswelle 70. Der Schaltmechanismus 30 umfasst ein erstes Zahnrad 30A, ein zweites Zahnrad 30B, ein drittes Zahnrad 30C, ein viertes Zahnrad 30D, ein fünftes Zahnrad 30E und ein sechstes Zahnrad 30F. Der Schaltmechanismus 30 kann ein Geschwindigkeitserhöhungsmechanismus sein, der die Geschwindigkeit der Drehung der Ausgangswelle 24A des elektrischen Stellantriebs 24 erhöht und die Drehung an die Antriebswelle 70 überträgt.
• Das erste Zahnrad 30A ist an die Ausgangswelle 24A des elektrischen Stellantriebs 24 gekoppelt. Die zweiten bis fünften Zahnräder 30B bis 30E werden vom ersten Trageelement 28A drehbar gelagert. Das zweite Zahnrad 30B ist an das erste Zahnrad 30A gekoppelt. Das dritte Zahnrad 30C ist an das zweite Zahnrad 30B gekoppelt. Das vierte Zahnrad 30D ist an das dritte Zahnrad 30C gekoppelt. Das fünfte Zahnrad 30E ist an das vierte Zahnrad 30D gekoppelt. Das sechste Zahnrad 30F ist an das Ende der Antriebswelle 70 gekoppelt, das in das erste Trageelement 28A eingesteckt ist.
• Der Energieerzeugungsmechanismus 34, der in 7 gezeigt ist, befindet sich im Unterbringungshohlraum 32B des Gehäuses 32. Ein Beispiel des Energieerzeugungsmechanismus 34 ist ein Dynamo. Der Energiespeichermechanismus 36 speichert Energie, die vom Energieerzeugungsmechanismus 34 geliefert wird. Der Energiespeichermechanismus 36 ist mit dem Energieerzeugungsmechanismus 34 und der Steuereinheit 38 durch Drähte (nicht gezeigt) elektrisch verbunden. Der Energiespeichermechanismus 36 speichert Energie, die vom Energieerzeugungsmechanismus 34 erzeugt wird. Der Energiespeichermechanismus 36 umfasst einen ersten Kondensator 36A, einen zweiten Kondensator 36B und einen Elektrolytkondensator 36C. Der erste Kondensator 36A befindet sich in der hohlen Lagerwelle 42. Genauer befindet sich der erste Kondensator 36A des Energiespeichermechanismus 36 im ersten Trageelement 28A durch die Lagerwelle 42 hindurch. Der zweite Kondensator 36B und der Elektrolytkondensator 36C befinden sich in einem Gehäuse 38A der Steuereinheit 38.
• Das Gehäuse 32 beherbergt die erste Getriebeeinheit 12, die zweite Getriebeeinheit 14, das Kopplungselement 16 und die Löseeinheit 18. Bei einem Beispiel umfasst das Gehäuse 32 das Nabengehäuse 32A. Das Nabengehäuse 32A umfasst einen Gehäusekörper 32C und ein Abdeckelement 32D. Der Gehäusekörper 32C ist an eine Felge A42 (siehe 1), die ein Rad des Hinterrades A42 bildet, durch ein Zwischenelement A43 (siehe 1) gekoppelt, das an die Felge A42 gekoppelt ist. Das Abdeckelement 32D ist drehbar an dem Gehäusekörper 32C angeordnet. Bei einem Beispiel umfasst das Abdeckelement 32D einen Freilauf. Das Nabengehäuse 32A umfasst das erste Ende 10B und das zweite Ende 10C (siehe 7) bezüglich der Mittelachse. Der elektrische Stellantrieb 24 befindet sich bezüglich der Schalteinheit 10A zumindest teilweise in Richtung zum ersten Ende 10B des Nabengehäuses 32A hin. Der Energieerzeugungsmechanismus 34 befindet sich bezüglich der Schalteinheit 10A zumindest teilweise in Richtung zum zweiten Ende 10C des Nabengehäuses 32A hin. Der Schaltmechanismus 30 befindet sich bezüglich der Schalteinheit 10A zumindest teilweise in Richtung zum ersten Ende 10B des Nabengehäuses 32A hin. Der Energiespeichermechanismus 36 befindet sich bezüglich der Schalteinheit 10A zumindest teilweise in Richtung zum ersten Ende 10B des Nabengehäuses 32 hin. Die Steuereinheit 38 befindet sich bezüglich der Schalteinheit 10A zumindest teilweise in Richtung zum ersten Ende 10B des Nabengehäuses 32A hin. Genauer befindet sich der elektrische Stellantrieb 24 an dem ersten Trageelement 28A. Der elektrisehe Stellantrieb 24 ist so angeordnet, dass es die Schalteinheit 10A betrachtet in einer Radialrichtung des Nabengehäuses 32A überlappt. Der Schaltmechanismus 30 befindet sich am ersten Trageelement 28A an einer der Schalteinheit 10A gegenüberliegenden Position. Der Energiespeichermechanismus 36 befindet sich zumindest teilweise am ersten Trageelement 28A an einer der Schalteinheit 10A gegenüberliegenden Position. Die Steuereinheit 38 befindet sich am ersten Trageelement 28A an einer der Schalteinheit 10A gegenüberliegenden Position.
• Wie in 3 gezeigt, befindet sich der Energieerzeugungsmechanismus 34 näher am zweiten Ende 10C des Nabengehäuses 32A (siehe 2) als das zweite Trageelement 28B. Der Energieerzeugungsmechanismus 34 umfasst einen Rotor 34A, der einen Magneten umfasst, und einen Stator 34B, der eine Spule umfasst. Der Rotor 34A ist durch einen Schaltmechanismus 35, der sich am zweiten Trageelement 28B an einer der Schalteinheit 10A gegenüberliegenden Position befindet, an die Schalteinheit 10A gekoppelt. In einem ersten Beispiel erhöht der Schaltmechanismus 35 die Geschwindigkeit der Drehung der Schalteinheit 10A und überträgt die Drehung an den Rotor 34A. In einem zweiten Beispiel verringert der Schaltmechanismus 35 die Geschwindigkeit der Drehung der Schalteinheit 10A und überträgt die Drehung an den Rotor 34A.
• Die Steuereinheit 38 umfasst das Gehäuse 38A und eine Steuereinrichtung 38B. Das Gehäuse 38A ist an das erste Trageelement 28A gekoppelt. Die Steuereinrichtung 38B befindet sich im Gehäuse 38A. Die Steuereinrichtung 38B ist mit dem elektrischen Stellantrieb 24 (siehe 4) und der Schaltbetätigungsvorrichtung E (siehe 1) verbunden und in Kommunikation gebracht.
• Die Steuereinrichtung 38B umfasst einen Speicher (nicht gezeigt). Der Speicher speichert Programme im Vorhinein, die durch die Steuereinrichtung 38B ausgeführt werden. Die Steuereinrichtung 38B berechnet die Trittfrequenz der Kurbelwelle G1 und eine Fahrtgeschwindigkeit des Fahrrads A basierend auf den im Speicher gespeicherten Programmen. Die Steuereinrichtung 38B berechnet das Übersetzungsverhältnis der Fahrradschaltvorrichtung 10 aus der Drehgeschwindigkeit der ersten Drehkörper 40 und der Drehgeschwindigkeit eines der Zahnräder in den vierten Drehkörpern 44, um die gegenwärtige Gangschaltungsstufe zu spezifizieren. Die Entsprechungsbeziehung zwischen dem Übersetzungsverhältnis und der Gangschaltungsstufe wird im Vorhinein im Speicher gespeichert. Die Fahrradschaltvorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine Drahtloskommunikationseinheit 92 (siehe 14), die mit der Steuereinheit 38 elektrisch verbunden ist, um mit einer externen Vorrichtung zu kommunizieren (nicht gezeigt). Die Drahtloskommunikationseinheit 92 befindet sich zumindest teilweise im Unterbringungshohlraum 32B. Die Fahrradschaltvorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine Meldeeinheit 94, die den Zustand der Fahrradschaltvorrichtung 10 detektiert. Die Meldeeinheit 94 befindet sich zumindest teilweise im Unterbringungshohlraum 32B.
• In einem Fall, in dem eine Hochschaltbetätigung am Betätigungsabschnitt E1 durchgeführt wird, gibt die Schaltbetätigungsvorrichtung E (siehe 1) ein Schaltsignal aus, das ein Hochschaltsignal umfasst. In einem Fall, in dem eine Herunterschaltbetätigung am Betätigungsabschnitt E1 durchgeführt wird, gibt die Schaltbetätigungsvorrichtung E ein Schaltsignal aus, das ein Herunterschaltsignal umfasst. Das Schaltsignal wird an die Steuereinrichtung 38B übertragen. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 38B ein Schaltsignal empfängt, das das Hochschaltsignal umfasst, steuert die Steuereinrichtung 38B den elektrischen Stellantrieb 24 so, dass das Übersetzungsverhältnis in ein Übersetzungsverhältnis verändert wird, das durch das Hochschaltsignal bezeichnet wird. Bei einem Beispiel steuert die Steuereinrichtung 38B den elektrischen Stellantrieb 24 so, dass der Drehwinkel der Antriebswelle 70 von dem Drehwinkel, der dem gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis entspricht, in den Drehwinkel geändert wird, der dem Übersetzungsverhältnis entspricht, das durch das Hochschaltsignal bezeichnet wird. In einem Fall, in dem die Steuereinrichtung 38B ein Schaltsignal empfängt, das ein Herunterschaltsignal umfasst, steuert die Steuereinrichtung 38B den elektrischee Stellantrieb 24 so, dass das Übersetzungsverhältnis in ein Übersetzungsverhältnis verändert wird, das durch das Herunterschaltsignal bezeichnet wird. Bei einem Beispiel steuert die Steuereinrichtung 38B den elektrischen Stellantrieb 24 so, dass der Drehwinkel der Antriebswelle 70 sich von dem Drehwinkel, der dem gegenwärtigen Übersetzungsverhältnis entspricht, in den Drehwinkel verändert, der dem Übersetzungsverhältnis entspricht, das durch das Herunterschaltsignal bezeichnet wird.
• 22 zeigt die Beziehung zwischen dem Kopplungszustand der Fahrradschaltvorrichtung 10 und der Gangschaltungsstufe der Fahrradschaltvorrichtung 10. Bei einem Beispiel sind die von der Fahrradschaltvorrichtung 10 auswählbaren Gangschaltungsstufen sechs, das heißt eine erste Gangschaltungsstufe bis zu einer sechsten Gangschaltungsstufe. Das Übersetzungsverhältnis der Fahrradschaltvorrichtung 10 verringert sich in der Reihenfolge von der ersten Gangschaltungsstufe bis zur sechsten Gangschaltungsstufe. In 22 zeigt „gekoppelter Zustand“ einen Zustand an, bei dem jedes der Kopplungselemente 52, 54, 56 und der Freilaufkupplungen 88, 90 mit einem entsprechenden der Zahnräder gekoppelt ist. In 22 zeigt „entkoppelter Zustand“ einen Zustand an, bei dem jedes der Kopplungselemente 52, 54, 56 und der Freilaufkupplungen 88, 90 nicht mit einem entsprechenden der Zahnräder gekoppelt ist.
• Wie in 16 gezeigt, ist in einem Fall, in dem der Drehwinkel der Antriebswelle 70 so justiert wird, dass das Kontaktelement 64 jedes der Stellabschnitte 60A bis 60C im zweiten Zustand ist, jede von der ersten Freilaufkupplung 88 und der zweiten Freilaufkupplung 90 im gekoppelten Zustand. Jedes von dem Kopplungselement 52, dem zweiten Zusatzkopplungselement 56 und dem ersten Zusatzkopplungselement 54 ist im entkoppelten Zustand. Somit ist die Gangschaltungsstufe auf die erste Gangschaltungsstufe eingestellt.
• Wie in 17 gezeigt, ist in einem Fall, in dem der Drehwinkel der Antriebswelle 70 so justiert wird, dass das Kontaktelement 64 jedes von dem ersten Stellabschnitt 60A und dem zweiten Stellabschnitt 60B auf den zweiten Zustand eingestellt ist und das Kontaktelement 64 des dritten Stellabschnitts 60C auf den ersten Zustand eingestellt ist, jedes von der ersten Freilaufkupplung 88 und dem zweiten Zusatzkopplungselement 56 im gekoppelten Zustand. Jedes von dem Kopplungselement 52, der zweiten Freilaufkupplung 90 und dem ersten Zusatzkopplungselement 54 ist im entkoppelten Zustand. Somit ist die Gangschaltungsstufe auf die zweite Gangschaltungsstufe eingestellt.
• Wie in 18 gezeigt, ist in einem Fall, in dem der Drehwinkel der Antriebswelle 70 so justiert wird, dass das Kontaktelement 64 jedes von dem ersten Stellabschnitt 60A und dem dritten Stellabschnitt 60C auf den zweiten Zustand eingestellt ist und das Kontaktelement 64 des zweiten Stellabschnitts 60B auf den ersten Zustand eingestellt ist, jedes von der ersten Freilaufkupplung 88 und dem ersten Zusatzkopplungselement 54 im gekoppelten Zustand. Jedes von dem Kopplungselement 52, der zweiten Freilaufkupplung 90 und dem zweiten Zusatzkopplungselement 56 ist im entkoppelten Zustand. Somit ist die Gangschaltungsstufe auf die dritte Gangschaltungsstufe eingestellt.
• Wie in 19 gezeigt, ist in einem Fall, in dem der Drehwinkel der Antriebswelle 70 so justiert wird, dass das Kontaktelement 64 des ersten Stellabschnitts 60A auf den ersten Zustand eingestellt ist und das Kontaktelement 64 jedes von dem zweiten Stellabschnitt 60B und dem dritten Stellabschnitt 60C auf den zweiten Zustand eingestellt ist, jedes von dem Kopplungselement 52 und der zweiten Freilaufkupplung 90 im gekoppelten Zustand. Jedes von der ersten Freilaufkupplung 88, dem zweiten Zusatzkopplungselement 56 und dem ersten Zusatzkopplungselement 54 ist im entkoppelten Zustand. Somit ist die Gangschaltungsstufe auf die vierte Gangschaltungsstufe eingestellt.
• Wie in 20 gezeigt, ist in einem Fall, in dem der Drehwinkel der Antriebswelle 70 so justiert wird, dass das Kontaktelement 64 jedes von dem ersten Stellabschnitt 60A und dem dritten Stellabschnitt 60C auf den ersten Zustand eingestellt ist und das Kontaktelement 64 des zweiten Stellabschnitts 60B auf den zweiten Zustand eingestellt ist, jedes von dem Kopplungselement 52 und dem zweiten Zusatzkopplungselement 56 im gekoppelten Zustand. Jedes von der ersten Freilaufkupplung 88, der zweiten Freilaufkupplung 90 und dem ersten Zusatzkopplungselement 54 ist im entkoppelten Zustand. Somit ist die Gangschaltungsstufe auf die fünfte Gangschaltungsstufe eingestellt.
• Wie in 21 gezeigt, ist in einem Fall, in dem der Drehwinkel der Antriebswelle 70 so justiert wird, dass das Kontaktelement 64 jedes von dem ersten Stellabschnitt 60A und dem zweiten Stellabschnitt 60B auf den ersten Zustand eingestellt ist und das Kontaktelement 64 des dritten Stellabschnitts 60C auf den zweiten Zustand eingestellt ist, jedes von dem Kopplungselement 52 und dem ersten Zusatzkopplungselement 54 im gekoppelten Zustand. Jedes von der ersten Freilaufkupplung 88, der zweiten Freilaufkupplung 90 und dem zweiten Zusatzkopplungselement 56 ist im entkoppelten Zustand. Somit ist die Gangschaltungsstufe auf die sechste Gangschaltungsstufe eingestellt.
• In einem Fall, bei dem beispielsweise die Gangschaltungsstufe von der dritten Gangschaltungsstufe zur vierten Gangschaltungsstufe gewechselt wird, dreht der elektrische Stellantrieb 24 die Antriebswelle 70 so, dass der Drehwinkel der Antriebswelle 70 von dem Winkel, der der dritten Gangschaltungsstufe entspricht, in den Winkel geändert wird, der der vierten Gangschaltungsstufe entspricht. In einem Fall, bei dem der Drehwinkel der Antriebswelle 70 von dem Winkel, der der dritten Gangschaltungsstufe entspricht, in einen Winkel zwischen dem Winkel, der der dritten Gangschaltungsstufe entspricht, und dem Winkel, der der vierten Gangschaltungsstufe entspricht, geändert wird, wird jedes der Kontaktelemente 72, 74 des ersten Stellabschnitts 60A auf den ersten Zustand eingestellt. Jedes der Kontaktelemente 72, 74 des zweiten Stellabschnitts 60B wird auf den zweiten Zustand eingestellt.
• In einem Zustand, in dem jedes der Kontaktelemente 72, 74 des ersten Stellabschnitts 60A im ersten Zustand ist, bewegt die Vorspannkraft der Vorspannelemente 22 das Kopplungselement 52 relativ zur Drehwelle 48 in einer ersten Richtung. Demzufolge wird der Vorsprung 52A des Kopplungselements 52 in eine der Ausnehmungen 46C des ersten eingangsseitigen Zahnrads 46A eingesteckt, oder der Vorsprung 52A des Kopplungselements 52 wird gegen die Seitenfläche des ersten eingangsseitigen Zahnrads 46A gezwungen. In einem Fall, in dem der Vorsprung 52A in die Ausnehmung 46C eingesteckt wird, wird das erste eingangsseitige Zahnrad 46A mit dem Kopplungselement 52 gekoppelt. Das erste eingangsseitige Zahnrad 46A und die Drehwelle 48 befinden sich bezüglich der Energieübertragung im gekoppelten Zustand.
• Das erste eingangsseitige Zahnrad 46A ist an das erste Eingangszahnrad 40A gekoppelt. Das erste Eingangszahnrad 40A ist an die Lagerwelle 42 gekoppelt. In einem Fall, in dem die Lagerwelle 42 durch vom Menschen aufgebrachte Leistung gedreht wird, werden somit auch das erste Eingangszahnrad 40A und das erste eingangsseitige Zahnrad 46A durch die vom Menschen aufgebrachte Leistung gedreht. Das erste eingangsseitige Zahnrad 46A ist bezüglich der Energieübertragung von der Lagerwelle 42 entkoppelt. Somit dreht die Drehkraft, die von dem ersten Eingangszahnrad 40A übertragen wird, das erste eingangsseitige Zahnrad 46A um die Drehwelle 48 relativ zur Lagerwelle 42. In einem Zustand, in dem der Vorsprung 52A des Kopplungselements 52 gegen die Seitenfläche des ersten eingangsseitigen Zahnrads 46A gezwungen wird, wird, falls das erste eingangsseitige Zahnrad 46A gedreht wird, um die Drehposition der Ausnehmung 46C des ersten eingangsseitigen Zahnrads 46A an die Drehposition des Vorsprungs 52A des Kopplungselements 52 anzupassen, der Vorsprung 52A in die Ausnehmung 46C eingesteckt. Dies koppelt das erste eingangsseitige Zahnrad 46A und das Kopplungselement 52. Somit sind das erste eingangsseitige Zahnrad 46A und die Lagerwelle 42 bezüglich der Energieübertragung im gekoppelten Zustand.
• In einem Fall, in dem jedes der Kontaktelemente 72, 74 des zweiten Stellabschnitts 60B vom ersten Zustand in den zweiten Zustand verändert wird, werden das erste ausgangsseitige Zahnrad 50A und das erste Zusatzkopplungselement 54 wie unten beschrieben vom gekoppelten Zustand in den entkoppelten Zustand verändert.
• Das erste ausgangsseitige Zahnrad 50A ist an das zweite eingangsseitige Zahnrad 46B gekoppelt. Das zweite eingangsseitige Zahnrad 46B ist an die Lagerwelle 42 gekoppelt. In einem Fall, in dem die Lagerwelle 42 durch vom Menschen aufgebrachte Leistung gedreht wird, werden somit auch das zweite eingangsseitige Zahnrad 46B und das erste ausgangsseitige Zahnrad 50A durch die vom Menschen aufgebrachte Leistung gedreht. In einem Zustand, in dem jedes der Kontaktelemente 72, 74 des zweiten Stellabschnitts 60B mit der Nockenfläche 54B des ersten Zusatzkopplungselements 54 ist, bewegt die Drehung des ersten ausgangsseitigen Zahnrads 50A die Kontaktelemente 72, 74 in der Umfangsrichtung der Mittelachse CY der Drehwelle 48 der Nockenfläche 54B, um die Lücke zwischen der Nockenfläche 54B und der Seitenfläche des ersten ausgangsseitigen Zahnrads 50A relativ zu verengen. Dies bewegt das erste Zusatzkopplungselement 54 in einer zweiten Richtung der Richtung, die sich entlang der Mittelachse CY der Drehwelle 48 erstreckt, um die Lücke zwischen der Nockenfläche 54B und der Seitenfläche des ersten ausgangsseitigen Zahnrads 50A zu erweitern. Dies löst den Vorsprung 54A des ersten Zusatzkopplungselements 54 aus der Ausnehmung 50E des ersten ausgangsseitigen Zahnrads 50A. Demzufolge sind das erste Zusatzkopplungselement 54 und das erste ausgangsseitige Zahnrad 50A im entkoppelten Zustand. Dementsprechend sind das erste ausgangsseitige Zahnrad 50A und die Drehwelle 48 bezüglich der Energieübertragung im entkoppelten Zustand.
• Bezugszeichenliste

10

Fahrradschaltvorrichtung

12

Erste Getriebeeinheit

14

Zweite Getriebeeinheit

16

Kopplungselement

18

Löseeinheit

20

Führungsabschnitt

22

Vorspannelement

24

Elektrischer Stellantrieb

32

Gehäuse

32A

Nabengehäuse

34

Energieerzeugungsmechanismus

36

Energiespeichermechanismus

38

Steuereinheit

40

Erster Drehkörper

44

Vierter Drehkörper

46

Zweiter Drehkörper

46C

Ausnehmung

48

Drehwelle

50

Dritter Drehkörper

52

Kopplungselement

52A

Vorsprung

52B

Nockenfläche

54

Erstes Zusatzkopplungselement

56

Zweites Zusatzkopplungselement

64

Kontaktelement

68

Verbindungsglied

70

Antriebswelle

72

Erstes Kontaktelement

74

Zweites Kontaktelement

82

Erste Wellennockenfläche (Wellennockenfläche)

84

Zweite Wellennockenfläche (Wellennockenfläche)

86

Dritte Wellennockenfläche (Wellennockenfläche)

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• JP 2011162184 [0003]

Claims (28)

1. Fahrradschaltvorrichtung, umfassend: eine erste Getriebeeinheit, die einen ersten Drehkörper umfasst, auf den vom Menschen aufgebrachte Leistung übertragen wird; eine zweite Getriebeeinheit, die einen zweiten Drehkörper, der an den ersten Drehkörper gekoppelt ist, und eine Drehwelle umfasst, die den zweiten Drehkörper drehbar lagert; ein Kopplungselement, das in einer Axialrichtung der Drehwelle relativ zum zweiten Drehkörper bewegbar ist, wobei das Kopplungselement ausgebildet ist, den zweiten Drehkörper und die Drehwelle zu koppeln, so dass die vom Menschen aufgebrachte Leistung, die von der ersten Getriebeeinheit übertragen wird, an die Drehwelle durch den zweiten Drehkörper übertragen wird; und eine Löseeinheit, die den zweiten Drehkörper von der Drehwelle entkoppelt, indem sie das Kopplungselement mittels der vom Menschen aufgebrachten Leistung, die von der ersten Getriebeeinheit übertragen wird, in der Axialrichtung bewegt.
2. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren einen Führungsabschnitt umfasst, der das Kopplungselement in der Axialrichtung führt.
3. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Führungsabschnitt eine Beschränkungsstruktur aufweist, die die Relativverdrehung der Drehwelle und des Kopplungselements beschränkt.
4. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Beschränkungsstruktur des Führungsabschnitts eine Führungsnut umfasst, die in einem äußeren Umfangsabschnitt der Drehwelle angeordnet ist und sich in der Axialrichtung erstreckt, und das Kopplungselement sich in der Führungsnut befindet.
5. Fahrradschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, die des Weiteren ein Vorspannelement umfasst, das das Kopplungselement zum zweiten Drehkörper hin vorspannt.
6. Fahrradschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Kopplungselement einen Ring umfasst, durch den die Drehwelle eingesteckt ist, um in der Axialrichtung relativ bewegbar zu sein.
7. Fahrradschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der zweite Drehkörper eines von einer Ausnehmung, die sich in einer Seitenfläche des zweiten Drehkörpers öffnet, und einem Vorsprung umfasst, der von der Seitenfläche des zweiten Drehkörpers vorragt, und das Kopplungselement eines von einem Vorsprung, der an dem Kopplungselement angeordnet ist, um mit der Ausnehmung des zweiten Drehkörpers gekoppelt zu werden, und einer Ausnehmung umfasst, die in dem Kopplungselement angeordnet ist, um mit dem Vorsprung des zweiten Drehkörpers gekoppelt zu werden.
8. Fahrradschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Löseeinheit ein Kontaktelement umfasst, das das Kopplungselement kontaktiert, um das Kopplungselement in der Axialrichtung zu bewegen, so dass das Kopplungselement von dem zweiten Drehkörper beabstandet ist.
9. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Kopplungselement eine Nockenfläche umfasst, die einer Seitenfläche des zweiten Drehkörpers zugewandt ist, und das Kontaktelement die Nockenfläche kontaktiert, um das Kopplungselement in der Axialrichtung zu bewegen.
10. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Löseeinheit ausgebildet ist, das Kontaktelement von einem von einem ersten Zustand, in dem das Kontaktelement von dem Kopplungselement beabstandet ist, und einem zweiten Zustand, in dem das Kontaktelement mit dem Kopplungselement in Kontakt ist, in den anderen von dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand umzuschalten.
11. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Kopplungselement eine Nockenfläche umfasst, die einer Seitenfläche des zweiten Drehkörpers zugewandt ist, und die Nockenfläche so ausgebildet ist, dass im zweiten Zustand ein Maximalabstand zwischen der Nockenfläche und der Seitenfläche des zweiten Drehkörpers in der Axialrichtung größer als eine Abmessung eines distalen Endes des Kontaktelements in der Axialrichtung ist.
12. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Löseeinheit eine Antriebswelle umfasst, die an das Kontaktelement gekoppelt ist, so dass eine Drehung der Antriebswelle das Kontaktelement von einem von dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand in den anderen von dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand umschaltet.
13. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Antriebswelle um eine Mittelachse drehbar ist, die von einer Mittelachse der Drehwelle getrennt ist.
14. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Antriebswelle parallel zu der Drehwelle angeordnet ist.
15. Fahrradschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Löseeinheit eine Wellennockenfläche, die sich an der Antriebswelle befindet, und ein Verbindungsglied umfasst, das sich zwischen der Wellennockenfläche und dem Kontaktelement befindet, und das Verbindungsglied ausgebildet ist, die Drehung der Antriebswelle in eine Translationsbewegung umzuwandeln und die Translationsbewegung an das Kontaktelement zu übertragen.
16. Fahrradschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, die des Weiteren einen elektrischen Stellantrieb umfasst, der die Antriebswelle dreht.
17. Fahrradschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, wobei das Kontaktelement ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement umfasst, die einander zugewandt sind, wobei sich die Drehwelle dazwischen befindet.
18. Fahrradschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der zweite Drehkörper einer von einer Mehrzahl von zweiten Drehkörpern ist, und das Kopplungselement eines von einem oder mehreren Kopplungselementen ist, deren Anzahl geringer ist als die der zweiten Drehkörper.
19. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 18, wobei in einem Fall, in dem n die Anzahl der zweiten Drehkörper repräsentiert, n-1 die Anzahl der Kopplungselemente repräsentiert.
20. Fahrradschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die zweite Getriebeeinheit einen dritten Drehkörper umfasst, der durch die Drehwelle drehbar gelagert ist, die erste Getriebeeinheit einen vierten Drehkörper umfasst, der an den dritten Drehkörper gekoppelt ist, und die Fahrradschaltvorrichtung des Weiteren ein Zusatzkopplungselement umfasst, das in der Axialrichtung der Drehwelle relativ zum dritten Drehkörper bewegbar ist, wobei das Zusatzkopplungselement ausgebildet ist, den dritten Drehkörper und die Drehwelle zu koppeln, so dass eine Drehung des vierten Drehkörpers an die Drehwelle übertragen wird.
21. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 20, wobei der dritte Drehkörper einer von einer Mehrzahl von dritten Drehkörpern ist, und das Zusatzkopplungselement eines von einem oder mehreren Zusatzkopplungselementen ist, deren Anzahl geringer ist als die der dritten Drehkörper.
22. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 21, wobei in einem Fall, in dem n die Anzahl der dritten Drehkörper repräsentiert, n-1 die Anzahl der Zusatzkopplungselemente repräsentiert.
23. Fahrradschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, die des Weiteren ein Gehäuse umfasst, das die erste Getriebeeinheit, die zweite Getriebeeinheit, das Kopplungselement und die Löseeinheit beherbergt.
24. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 23, die des Weiteren einen Energieerzeugungsmechanismus umfasst, wobei das Gehäuse des Weiteren den Energieerzeugungsmechanismus beherbergt.
25. Fahrradschaltvorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, die des Weiteren einen Energiespeichermechanismus umfasst, wobei das Gehäuse des Weiteren den Energiespeichermechanismus beherbergt.
26. Fahrradschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, die des Weiteren eine Steuereinheit umfasst, die elektrisch eine Bewegung des Kopplungselements steuert, wobei das Gehäuse des Weiteren die Steuereinheit beherbergt.
27. Fahrradschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei das Gehäuse ein Nabengehäuse ist.
28. Fahrrad-Innengetriebenabe, umfassend: ein Nabengehäuse; eine erste Getriebeeinheit, die einen ersten Drehkörper umfasst, auf den vom Menschen aufgebrachte Leistung übertragen wird, wobei die erste Getriebeeinheit im Nabengehäuse beherbergt ist; eine zweite Getriebeeinheit, die einen zweiten Drehkörper, der an den ersten Drehkörper gekoppelt ist, und eine Drehwelle umfasst, die den zweiten Drehkörper drehbar lagert, wobei die zweite Getriebeeinheit im Nabengehäuse beherbergt ist; ein Kopplungselement, das ausgebildet ist, den zweiten Drehkörper und die Drehwelle zu koppeln, so dass die vom Menschen aufgebrachte Leistung, die von der ersten Getriebeeinheit übertragen wird, an die Drehwelle durch den zweiten Drehkörper übertragen wird, wobei das Kopplungselement im Nabengehäuse beherbergt ist; und eine Löseeinheit, die im Nabengehäuse beherbergt und ausgebildet ist, das Kopplungselement vom zweiten Drehkörper mittels der vom Menschen aufgebrachten Leistung zu entkoppeln, die von der ersten Getriebeeinheit an die zweite Getriebeeinheit übertragen wird.

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