DE102021201794A1

DE102021201794A1 - Getriebesystem für ein menschlich angetriebenes fahrzeug

Info

Publication number: DE102021201794A1
Application number: DE102021201794.0A
Authority: DE
Inventors: Atsuhiro Emura; Satoshi Shahana; Yuta MIZUTANI; Kentaro KOSAKA; Toyoto SHIRAI
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2021-02-25
Publication date: 2021-09-02
Also published as: TW202132155A; JP7525270B2; JP2021133903A; JP2024138002A

Abstract

Ein Getriebesystem 20 für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug 10 umfasst einen Kurbelarm 22 mindestens ein vorderes Kettenrad 24 mit Kettenradzähnen 24A, die mit einer menschlich angetriebenen Fahrzeugkette 30 in Eingriff stehen, einen vorderen Kupplungsmechanismus 26, und einen Motor 28, der eine Abtriebswelle 28A aufweist und eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad 24 ausübt. Der vordere Kupplungsmechanismus 26 ermöglicht es, dass das mindestens eine vordere Kettenrad 24 relativ zu dem Kurbelarm 22 drehbar ist. Der Kurbelarm 22 weist einen Motorsitz 22A auf, auf dem der Motor 28 angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein menschlich angetriebenes Fahrzeuggetriebesystem.
JP 2016 - 165 991 A .offenbart ein Beispiel für ein menschlich angetriebenes Fahrzeuggetriebesystem, bei dem eine Kette durch Pedalieren angetrieben werden muss, um das Schalten durchzuführen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein menschlich angetriebenes Fahrzeuggetriebesystem bereitzustellen, das einen Mechanismus enthält, der effektiv eine Kette antreibt, ohne dass ein Pedalieren durchgeführt wird.
Ein Getriebesystem gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug. Das Getriebesystem umfasst einen Kurbelarm, mindestens ein vorderes Kettenrad, einen vorderen Kupplungsmechanismus und einen Motor. Das mindestens eine Kettenrad umfasst Kettenradzähne, die mit einer menschlich angetriebenen Fahrzeugkette in Eingriff stehen. Der Motor umfasst eine Abtriebswelle und übt eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad aus. Der vordere Kupplungsmechanismus ermöglicht, dass das mindestens eine Kettenrad relativ zum Kurbelarm drehbar ist. Der Kurbelarm umfasst einen Motorsitz, auf dem der Motor angeordnet ist. Das Getriebesystem gemäß dem ersten Aspekt ermöglicht den Antrieb der Kette durch Drehen des vorderen Kettenrades auch in einem Zustand, in dem nicht pedaliert wird. Somit kann ein Schaltvorgang auch in einem Zustand durchgeführt werden, in dem nicht pedaliert wird. Außerdem ist der Motor, der die Drehkraft auf das vordere Kettenrad ausübt, an dem Kurbelarm angeordnet, der sich in der Nähe des vorderen Kettenrads befindet. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Größe des Antriebsmechanismus, der das vordere Kettenrad dreht, ohne dass ein Pedalieren durchgeführt wird. Außerdem sind das vordere Kettenrad und die Kurbelarme am Fahrradrahmen befestigt, so dass der Mechanismus, der die Kette antreibt, ohne dass pedaliert wird, am Rahmen des menschlich angetriebenen Kraftfahrzeugs angebracht werden kann. Dadurch wird eine höhere Montageeffizienz erreicht.
Ein Getriebesystem gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug. Das Getriebesystem umfasst einen Kurbelarm, mindestens ein vorderes Kettenrad, einen vorderen Kupplungsmechanismus und einen Motor. Das mindestens eine vordere Kettenrad umfasst Kettenradzähne, die mit einer menschlich angetriebenen Fahrzeugkette in Eingriff stehen. Der Motor umfasst eine Abtriebswelle und übt eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad aus. Der vordere Kupplungsmechanismus ermöglicht es, dass das mindestens eine vordere Kettenrad relativ zum Kurbelarm drehbar ist. Der Motor ist mit dem vorderen Kupplungsmechanismus verbunden. Das Getriebesystem gemäß dem zweiten Aspekt ermöglicht den Antrieb der Kette durch Drehen des vorderen Kettenrades auch in einem Zustand, in dem nicht pedaliert wird. Somit kann ein Schaltvorgang auch in einem Zustand durchgeführt werden, in dem nicht pedaliert wird. Außerdem kann die Drehkraft des Motors über den vorderen Kupplungsmechanismus auf das vordere Kettenrad übertragen werden. So wird die Leistung des Motors in bevorzugter Weise auf das vordere Kettenrad übertragen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem zweiten Aspekt so konfiguriert, dass der vordere Kupplungsmechanismus einen ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt und ein Schaltteil umfasst. Der erste Abschnitt ist einstückig mit dem Kurbelarm drehbar. Der zweite Abschnitt ist mit einem inneren Umfangsabschnitt des mindestens einen vorderen Kettenrads gekoppelt. Das Schaltteil schaltet die Kraftübertragung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt um. Der Motor ist mit dem ersten Abschnitt verbunden. Bei dem Getriebesystem gemäß dem dritten Aspekt schaltet das Schaltteil in einer bevorzugten Weise die Kraftübertragung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem zweiten oder dritten Aspekt so ausgebildet, dass der Kurbelarm einen Motorsitz aufweist, an dem der Motor angeordnet ist. Das Getriebesystem gemäß dem vierten Aspekt ermöglicht es, dass der Motor, der das vordere Kettenrad mit einer Drehkraft beaufschlagt, an dem Kurbelarm angeordnet ist, der sich in der Nähe des vorderen Kettenrads befindet.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebesystem gemäß dem ersten oder vierten Aspekt ferner ein Gehäuse, in dem der Motor angeordnet ist. Bei dem Getriebesystem gemäß dem fünften Aspekt ist der Motor in einer bevorzugten Ausführungsform an dem Gehäuse gelagert.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem fünften Aspekt so ausgebildet, dass das Gehäuse auf dem Motorsitz angeordnet ist. Bei dem Getriebesystem gemäß dem sechsten Aspekt wird der Motor in einer bevorzugten Weise durch das Gehäuse am Motorsitz abgestützt.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem fünften oder sechsten Aspekt so ausgestaltet, dass mindestens eines von einem Drehzahlminderer, einem Trittfrequenzsensor, einer drahtlosen Einheit und einem Anzeigegerät in dem Gehäuse angeordnet ist. Das Getriebesystem nach dem siebten Aspekt ist so ausgestaltet, dass mindestens eines von Drehzahlminderer, Trittfrequenzsensor, drahtloser Einheit und Anzeigegerät in dem Gehäuse angeordnet ist.
Ein Getriebesystem gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug. Das Getriebesystem umfasst eine Kurbelachse, einen Kurbelarm, mindestens ein vorderes Kettenrad, einen vorderen Kupplungsmechanismus, einen Motor und eine Batterie. Die Kurbelachse umfasst einen Hohlraum. Der Kurbelarm ist einstückig mit der Kurbelachse drehbar. Das vordere Kettenrad weist Zähne auf, die mit der Kette eines menschlich angetriebenen Kraftfahrzeugs in Eingriff stehen. Der Motor umfasst eine Ausgangswelle und übt eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad aus. Die Batterie versorgt den Motor mit elektrischer Energie. Der vordere Kupplungsmechanismus ermöglicht, dass das mindestens eine vordere Kettenrad relativ zum Kurbelarm drehbar ist. Die Batterie ist in dem Hohlraum der Kurbelachse angeordnet. Das Getriebesystem gemäß dem achten Aspekt ermöglicht den Antrieb der Kette durch Drehen des vorderen Kettenrads auch in einem Zustand, in dem nicht pedaliert wird. Somit kann auch in einem Zustand, in dem nicht pedaliert wird, ein Schaltvorgang durchgeführt werden. Dies ermöglicht auch eine Reduzierung der Größe des Antriebsmechanismus, der das vordere Kettenrad dreht, ohne dass pedaliert wird. Außerdem sind das vordere Kettenrad und die Kurbelarme am Rahmen des menschlich angetriebenen Fahrzeugs befestigt, so dass der Mechanismus, der die Kette antreibt, ohne dass pedaliert wird, am Rahmen des menschlich angetriebenen Fahrzeugs befestigt werden kann. Dadurch wird eine höhere Effizienz bei der Montage erreicht.
Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebesystem gemäß dem achten Aspekt ferner mindestens eine drahtlose Kommunikationseinheit, einen Trittfrequenzsensor, ein Anzeigegerät und einen Leistungsmesser. Ferner liefert die Batterie elektrische Energie an die mindestens eine der drahtlosen Kommunikationseinheit, des Trittfrequenzsensors, des Indikators und des Leistungsmessers. Bei dem Getriebesystem gemäß dem neunten Aspekt wird mindestens eines von der drahtlosen Kommunikationseinheit, dem Trittfrequenzsensor, dem Anzeigegerät und dem Leistungsmessgerät mit elektrischer Energie versorgt.
Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem neunten Aspekt so konfiguriert, dass die Batterie jeden der drahtlosen Kommunikationseinheit, des Trittfrequenzsensors, des Anzeigegeräts und des Leistungsmessers mit elektrischem Strom versorgt. Bei dem Getriebesystem gemäß dem zehnten Aspekt wird jeder der drahtlosen Kommunikationseinheit, des Trittfrequenzsensors, des Anzeigegeräts und des Leistungsmessers mit elektrischem Strom versorgt.
Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebesystem nach einem der achten bis zehnten Aspekte ferner einen Ladeanschluss zur Versorgung der Batterie mit elektrischer Energie. Das Getriebesystem gemäß dem elften Aspekt ermöglicht es, die Batterie über einen Ladeanschluss zu laden, ohne die Batterie aus dem Getriebesystem zu entfernen.
Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß einem der achten bis elften Aspekte so ausgestaltet, dass die Batterie eine Mehrzahl von Batterieelementen umfasst. Bei dem Getriebesystem gemäß dem zwölften Aspekt umfasst die Batterie eine Mehrzahl von Batterieelementen. Dadurch kann die elektrische Leistung der Batterie über einen längeren Zeitraum genutzt werden.
Ein Getriebesystem gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug. Das Getriebesystem umfasst einen Kurbelarm, mindestens ein vorderes Kettenrad, einen vorderen Kupplungsmechanismus, einen Motor, eine Basis, einen beweglichen Abschnitt und einen Kettenführungsmechanismus. Der Kurbelarm ist an dem menschlich angetriebenen Fahrzeug befestigbar. Das mindestens eine vordere Kettenrad weist Zähne auf, die mit der Kette des menschlich angetriebenen Fahrzeugs in Eingriff stehen. Der vordere Kupplungsmechanismus ermöglicht es, dass das mindestens eine vordere Kettenrad integral mit oder relativ zu dem Kurbelarm drehbar ist. Der Motor umfasst eine Abtriebswelle und übt eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad aus. Der Kettenführungsmechanismus ist schwenkbar an dem beweglichen Abschnitt angebracht. Der Kettenführungsmechanismus umfasst mindestens eine Rolle, die mit der Ausgangswelle des Motors gekoppelt ist. Der Motor übt über die mindestens eine Rolle eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad aus. Das Getriebesystem nach dem dreizehnten Aspekt ermöglicht es, dass die Kette durch den Kettenführungsmechanismus, wie zum Beispiel ein Schaltwerk, auch in einem Zustand, in dem nicht pedaliert wird, gedreht werden kann. Somit kann das vordere Kettenrad auch in einem Zustand gedreht werden, in dem nicht pedaliert wird. Dadurch kann ein Schaltvorgang auch in einem Zustand durchgeführt werden, in dem nicht pedaliert wird.
Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem dreizehnten Aspekt so ausgebildet, dass der Motor über die mindestens eine Rolle und die menschlich angetriebene Fahrzeugkette eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad aufbringt. Gemäß dem vierzehnten Aspekt ist das Getriebesystem so ausgestaltet, dass die Drehkraft über die Rolle und die Kette auf das vordere Kettenrad übertragen werden kann.
Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem dreizehnten oder vierzehnten Aspekt so ausgestaltet, dass die mindestens eine Rolle eine Spannrolle und eine Führungsrolle aufweist. Das Getriebesystem gemäß dem fünfzehnten Aspekt ermöglicht es, die Drehkraft des Motors über die Spannrolle oder die Umlenkrolle auf das vordere Kettenrad zu übertragen.
Gemäß einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem fünfzehnten Aspekt so ausgestaltet, dass die Abtriebswelle des Motors mit der Führungsrolle gekoppelt ist und nicht mit der Spannrolle gekoppelt ist. Das Getriebesystem gemäß dem sechzehnten Aspekt ermöglicht, dass die Drehkraft des Motors über die Führungsrolle auf das vordere Kettenrad übertragen werden kann.
Gemäß einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebesystem gemäß einem der dreizehnten bis sechzehnten Aspekte ferner mindestens eine drahtlose Kommunikationseinheit, einen Trittfrequenzsensor, ein Anzeigegerät und einen Leistungsmesser. Das Getriebesystem gemäß dem siebzehnten Aspekt ermöglicht die Verwendung von mindestens einem von der drahtlosen Kommunikationseinheit, dem Trittfrequenzsensor, dem Anzeigegerät und dem Leistu ngsmessgerät.
Ein Getriebesystem gemäß einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug. Das Getriebesystem umfasst einen Motor, ein Halterungsteil und ein Drehkraftübertragungsteil. Der Motor umfasst eine Abtriebswelle und übt eine Drehkraft auf mindestens ein vorderes Kettenrad aus. Das Halterungsteil umfasst einen Abdeckungsabschnitt, der mit den Zähnen des mindestens einen vorderen Kettenrads in einer radialen Richtung in Bezug auf eine Drehmittelachse des mindestens einen vorderen Kettenrads überlappt. Das Drehkraftübertragungsteil ist mit der Abtriebswelle des Motors gekoppelt. Das Halterungsteil weist einen Motoraufnahmeabschnitt auf, der den Motor aufnimmt. Das Getriebesystem gemäß dem achtzehnten Aspekt ermöglicht es, den Motor in dem in der Nähe des vorderen Kettenrads angeordneten Halterungsteil unterzubringen. Dies ermöglicht eine Verkleinerung des Antriebsmechanismus, der das vordere Kettenrad dreht, ohne dass ein Pedalieren durchgeführt wird. Darüber hinaus ist der Antriebsmechanismus, der das vordere Kettenrad dreht, ohne dass eine Tretbewegung ausgeführt wird, leicht an dem menschlich angetriebenen Fahrzeug nachrüstbar.
Gemäß einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem achtzehnten Aspekt so konfiguriert, dass das Halterungsteil einen festen Abschnitt aufweist, der an einem Halterungsaufhängungsabschnitt eines Rahmens eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs fixierbar ist. Bei dem Getriebesystem gemäß dem neunzehnten Aspekt ermöglicht der feste Abschnitt in einer bevorzugten Weise die Befestigung des Halterungsteils an dem Halterungsaufhängungsabschnitt .
Gemäß einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem achtzehnten oder neunzehnten Aspekt so ausgestaltet, dass das Drehkraftübertragungsteil eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad unter Umgehung einer Antriebskette des menschlich angetriebenen Fahrzeugs überträgt. Bei dem Getriebesystem nach dem zwanzigsten Aspekt überträgt das Drehkraftübertragungsteil die Drehkraft unter Umgehung der menschlich angetriebenen Fahrzeugkette auf das vordere Kettenrad. Dadurch kann das vordere Kettenrad in einem Zustand, in dem nicht pedaliert wird, effektiv durch den Motor gedreht werden.
Gemäß einem einundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem achtzehnten oder neunzehnten Aspekt so konfiguriert, dass das Kraftübertragungsgetriebeteil die Drehkraft über eine menschlich angetriebene Fahrzeugkette auf das mindestens eine vordere Kettenrad überträgt. Das Getriebesystem nach dem einundzwanzigsten Aspekt ermöglicht eine Drehung des vorderen Kettenrades über die menschlich angetriebene Fahrzeugkette. Dies erhöht den Freiheitsgrad für die Position, in der der Motor angeordnet ist.
Gemäß einem zweiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst das Getriebesystem gemäß einem der achtzehnten bis einundzwanzigsten Aspekte ferner mindestens eine drahtlose Kommunikationseinheit, einen Trittfrequenzsensor, ein Anzeigegerät und einen Leistungsmesser. Das Getriebesystem gemäß dem zweiundzwanzigsten Aspekt ermöglicht die Verwendung von mindestens einem von der drahtlosen Kommunikationseinheit, dem Trittfrequenzsensor, dem Anzeigegerät und dem Leistungsmessgerät.
Ein Übertragungssystem gemäß einem dreiundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug. Das Getriebesystem umfasst ein Halterungsteil, einen Motor und ein Drehkraftübertragungsteil. Das Halterungsteil ist an mindestens einem von einem Sitzrohr, einer Sitzstrebe und einer Kettenstrebe der menschlich angetriebenen Fahrzeugs befestigt. Der Motor umfasst eine Abtriebswelle und übt eine Drehkraft auf mindestens ein vorderes Kettenrad aus. Das Drehkraftübertragungsteil ist mit der Abtriebswelle des Motors gekoppelt. Das Halterungsteil umfasst einen Motoraufnahmeabschnitt, der den Motor aufnimmt. Das Getriebesystem gemäß dem dreiundzwanzigsten Aspekt ermöglicht die Aufnahme des Motors in dem Motoraufnahmeabschnitt des Halterungsteils. Somit wird auch in einem Zustand, in dem nicht pedaliert wird, ein Schaltvorgang durchgeführt, wenn das vordere Kettenrad zum Antrieb der Kette gedreht wird. Dies ermöglicht auch eine Verringerung der Größe des Antriebsmechanismus, der das vordere Kettenrad dreht, ohne dass pedaliert wird. Darüber hinaus kann der Antriebsmechanismus, der das vordere Kettenrad dreht, ohne dass pedaliert wird, leicht an dem von Menschen angetriebenen Fahrzeug nachgerüstet werden.
Gemäß einem vierundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem dreiundzwanzigsten Aspekt so konfiguriert, dass das Halterungsteil an dem Sitzrohr befestigt ist. Ferner weist das Halterungsteil ein erstes Klemmteil, ein zweites Klemmenteil und ein Befestigungsteil auf. Das zweite Klemmteil ist schwenkbar an dem ersten Klemmteil befestigt. Das Befestigungsteil fixiert das erste Klemmteil und das zweite Klemmteil in einem Zustand, in dem das Sitzrohr des motorisierten Fahrzeugs zwischen dem ersten Klemmteil und dem zweiten Klemmteil eingeklemmt ist. Das Getriebesystem gemäß dem vierundzwanzigsten Aspekt ermöglicht es, das Halterungsteil mit dem ersten Klemmteil, dem zweiten Klemmteil und dem Befestigungsteil an dem Sitzrohr zu befestigen. Auf diese Weise kann der Antriebsmechanismus, der das vordere Kettenrad dreht, ohne dass eine Tretbewegung ausgeführt wird, leicht an dem menschlich angetriebenen Fahrzeug nachgerüstet werden.
Gemäß einem fünfundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem vierundzwanzigsten Aspekt so konfiguriert, dass das Halterungsteil an dem Sitzrohr befestigt ist. Ferner umfasst das Halterungsteil einen Halterungskörper, der einen ersten Befestigungsabschnitt aufweist, und ein Befestigungsteil. Das Befestigungsteil ist durch den ersten Befestigungsabschnitt des Halterungskörpers hindurchgeführt und an einem zweiten, am Sitzrohr ausgebildeten Befestigungsabschnitt befestigt. Das Getriebesystem gemäß dem fünfundzwanzigsten Aspekt ermöglicht es, das Halterungsteil an dem Sitzrohr zu befestigen, indem das Befestigungsteil in den ersten Befestigungsabschnitt des Halterungskörpers eingeführt wird. Auf diese Weise kann der Antriebsmechanismus, der das vordere Kettenrad dreht, ohne dass eine Tretbewegung ausgeführt wird, leicht an dem menschlich angetriebenen Fahrzeug nachgerüstet werden.
Ein Getriebesystem gemäß einem sechsundzwanzigsten Aspekt ist für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug. Das Getriebesystem umfasst eine Kurbelachse, einen Kurbelarm, mindestens ein vorderes Kettenrad, einen vorderen Kupplungsmechanismus, einen Motor und eine drahtlose Energieempfangseinheit. Der Kurbelarm ist integral mit der Kurbelachse drehbar. Das mindestens eine vordere Kettenrad weist Zähne auf, die mit einer Kette eines menschlich angetriebenen Kraftfahrzeugs in Eingriff stehen. Der Motor umfasst eine Abtriebswelle und übt eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad aus. Die drahtlose Energieempfangseinheit empfängt über eine drahtlose Verbindung elektrische Energie von einer Batterie und liefert die elektrische Energie an den Motor. Der vordere Kupplungsmechanismus ermöglicht, dass das mindestens eine vordere Kettenrad relativ zum Kurbelarm drehbar ist. Das Getriebesystem gemäß dem sechsundzwanzigsten Aspekt ermöglicht einen Schaltvorgang in einem Fall, in dem das vordere Kettenrad gedreht wird, um die Kette anzutreiben, auch in einem Zustand, in dem kein Pedalieren erfolgt. Weiterhin wird die Verkabelung durch die drahtlose Energieempfangseinheit vereinfacht, die die elektrische Energie von der Batterie über drahtlose Kommunikation empfängt.
Ein Getriebesystem gemäß einem siebenundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug. Das Getriebesystem umfasst eine Kurbelachse, mindestens ein vorderes Kettenrad, einen Kurbelarm, einen vorderen Kupplungsmechanismus, einen Motor und eine Energieversorgungseinheit. Der Kurbelarm ist integral mit der Kurbelachse drehbar. Das mindestens eine vordere Kettenrad weist Zähne auf, die mit einer Kette eines menschlich angetriebenen Kraftfahrzeugs in Eingriff stehen. Der Motor umfasst eine Abtriebswelle und übt eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad aus. Die Energieversorgungseinheit weist einen ersten Energieversorgungsabschnitt und einen zweiten Energieversorgungsabschnitt auf, der relativ zum ersten Energieversorgungsabschnitt gedreht wird. Der vordere Kupplungsmechanismus ermöglicht, dass das mindestens eine vordere Kettenrad relativ zum Kurbelarm drehbar ist. Der erste Energieversorgungsabschnitt versorgt den zweiten Energieversorgungsabschnitt mit elektrischer Energie von einer Batterie des menschlich angetriebenen Fahrzeugs. Der zweite Energieversorgungsabschnitt versorgt den Motor mit elektrischer Energie aus dem ersten Energieversorgungsabschnitt. Bei dem Getriebesystem gemäß dem siebenundzwanzigsten Aspekt ist entweder die Batterie oder der Motor an einem der beiden relativ zueinander drehbaren Teile des menschlich angetriebenen Fahrzeugs angeordnet, und das andere der Batterie und des Motors ist an dem anderen der beiden relativ zueinander drehbaren Teile des des menschlich angetriebenen Fahrzeugs angeordnet.
Ein Getriebesystem gemäß einem achtundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug. Das Getriebesystem umfasst einen menschlichen angetriebenen Fahrzeugrahmen, einen Kurbelarm, mindestens ein vorderes Kettenrad, einen vorderen Kupplungsmechanismus, und einen Motor. Der Rahmen des menschlich angetriebenen Fahrzeugs weist ein erstes Rahmenteil und ein zweites Rahmenteil auf. Das mindestens eine vordere Kettenrad weist Zähne auf, die mit einer Kette des menschlich angetriebenen Fahrzeugs in Eingriff stehen. Der Motor weist eine Abtriebswelle auf und übt eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad aus. Der vordere Kupplungsmechanismus ermöglicht, dass das mindestens eine vordere Kettenrad relativ zu dem Kurbelarm drehbar ist. Das erste Rahmenteil ist an dem zweiten Rahmenteil schwenkbar um eine Schwenkachse befestigt. An der Schwenkachse ist ein mit der Abtriebswelle des Motors gekoppeltes Drehkraftübertragungsteil angeordnet. Bei dem Getriebesystem nach dem achtundzwanzigsten Aspekt ist das mit der Abtriebswelle des Motors gekoppelte Drehkraftübertragungsteil auf der Schwenkachse angeordnet. Dadurch werden Abstandsänderungen zwischen dem Drehkraftübertragungsteil und einem Teil, auf das das Drehkraftübertragungsteil eine Drehkraft überträgt, begrenzt.
Gemäß einem neunundzwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem nach einem der ersten bis achtundzwanzigsten Aspekte so ausgebildet, dass sich die Abtriebswelle des Motors in einer Abtriebswellenrichtung erstreckt. Ferner ist die Abtriebswellenrichtung parallel zu einer axialen Richtung bezogen auf eine Drehmittelachse des mindestens einen vorderen Kettenrades. Das Getriebesystem gemäß dem neunundzwanzigsten Aspekt ermöglicht eine Verkleinerung des Antriebsmechanismus, der das vordere Kettenrad dreht, ohne dass ein Pedalieren erforderlich ist.
Gemäß einem dreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß einem der ersten bis achtundzwanzigsten Aspekte so konfiguriert, dass sich die Abtriebswelle des Motors in einer Abtriebswellenrichtung erstreckt. Ferner erstreckt sich die Abtriebswellenrichtung nicht parallel zu einer axialen Richtung in Bezug auf eine Drehmittelachse des mindestens einen vorderen Kettenrades. Das Getriebesystem nach dem dreißigsten Aspekt erhöht den Freiheitsgrad für die Position, in der der Motor angeordnet ist.
Gemäß einem einunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem nach einem der ersten bis achtundzwanzigsten Aspekte so ausgestaltet, dass sich die Abtriebswelle des Motors in einer Abtriebswellenrichtung erstreckt. Ferner hat der Motor eine maximale Länge in der Abtriebswellenrichtung, die kleiner ist als ein Durchmesser des mindestens einen vorderen Kettenrades. Das Getriebesystem gemäß dem einunddreißigsten Aspekt ermöglicht eine Verkleinerung des Antriebsmechanismus, der das vordere Kettenrad dreht, ohne dass ein Pedalieren erforderlich ist.
Gemäß einem zweiunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß einem der ersten bis einunddreißigsten Aspekte so konfiguriert, dass der Motor so konfiguriert ist, dass er keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug ausübt. Das Getriebesystem gemäß dem zweiunddreißigsten Aspekt ermöglicht es, einen Schaltvorgang durch Drehen des vorderen Kettenrades in einem Zustand durchzuführen, in dem kein Pedalieren durchgeführt wird.
Gemäß einem dreiunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Getriebesystem gemäß dem zweiunddreißigsten Aspekt so konfiguriert, dass der Motor das mindestens eine vordere Kettenrad mit einer Drehzahl dreht, die keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug ausübt. Das Getriebesystem gemäß dem dreiunddreißigsten Aspekt ermöglicht es, einen Schaltvorgang durch Drehen des vorderen Kettenrades in einem Zustand durchzuführen, in dem kein Pedalieren durchgeführt wird.
Ein Getriebesystem gemäß einem vierunddreißigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug. Das Getriebesystem umfasst ein Basisteil, einen beweglichen Teil, einen Kettenführungsmechanismus und einen Motor. Der Kettenführungsmechanismus ist schwenkbar an dem beweglichen Teil angebracht. Der Motor umfasst eine Abtriebswelle. Der Kettenführungsmechanismus umfasst mindestens eine Rolle, die mit der Abtriebswelle des Motors gekoppelt ist. Die mindestens eine Rolle treibt mit dem Motor eine Kette für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug an. Das Getriebesystem gemäß dem vierunddreißigsten Aspekt ermöglicht es, dass der Antriebsmechanismus, der das vordere Kettenrad dreht, ohne dass pedaliert wird, am Hinterrad des menschlich angetriebenen Fahrzeugs angeordnet werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Getriebesystem für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug verwendet.
Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und viele der damit verbundenen Vorteile werden leicht zugänglich durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Ausgewählte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, wobei

1 ist eine Seitenansicht eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs mit einem Antriebssystem für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 ist eine Seitenansicht einer Kurbelachse und von Kurbelarmen, die in 1 gezeigt sind;
3 ist eine Rückansicht der Kurbelachse und der Kurbelarme, die in 1 gezeigt sind;
4 ist eine Querschnittsansicht eines ersten Beispiels, gesehen entlang der in 2 gezeigten Linie D4-D4;
5 ist eine Querschnittsansicht eines zweiten Beispiels, gesehen entlang der Linie D4-D4, die in 2 gezeigt ist;
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines in 3 gezeigten vorderen Kupplungsmechanismus:
7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie D7-D7, die in 3 gezeigt ist;
8 ist ein schematisches Diagramm, das einen Übertragungsweg der Antriebskraft des in 1 gezeigten, menschlich angetriebenen Fahrzeugs zeigt;
9 ist ein Blockdiagramm, das die elektrische Struktur eines in 1 gezeigten Übertragungssystems für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug zeigt;
10 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess veranschaulicht, der von einer Steuerung in 9 ausgeführt wird, um einen Motor in einem Fall zu steuern, in dem das Schalten in einem Zustand durchgeführt wird, in dem die Drehung der Kurbelarme angehalten ist;
11 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess veranschaulicht, der von der Steuerung in 9 ausgeführt wird, um eine relative Phase eines ersten Abschnitts und eines zweiten Abschnitts in einem Fall zu steuern, in dem die Drehung der Kurbelarme angehalten ist;
12 ist eine Seitenansicht einer Kurbelachse und ihres Umfangs eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs, das ein menschlich angetriebenes Fahrzeuggetriebesystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel enthält;
13 ist eine Seitenansicht einer Achse und ihrer Peripherie eines Hinterrades des menschlich angetriebenen Fahrzeugs einschließlich des menschlich angetriebenen Fahrzeuggetriebesystems in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel;
14 ist ein schematisches Diagramm, das einen Übertragungsweg der Antriebskraft des menschlich angetriebenen Fahrzeugs in Übereinstimmung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
15 ist eine Seitenansicht einer Kurbelachse und ihrer Peripherie eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs, das ein menschlich angetriebenes Fahrzeuggetriebesystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel enthält;
16 ist eine Seitenansicht, die ein Halterungsteil des Getriebesystems für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
17 ist ein schematisches Diagramm, das einen Übertragungsweg der Antriebskraft des menschlich angetriebenen Fahrzeugs in Übereinstimmung mit dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
18 ist eine Seitenansicht einer Kurbelachse und ihrer Peripherie eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs, das ein menschlich angetriebenes Fahrzeuggetriebesystem gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel enthält;
19 ist eine Seitenansicht, die ein Halterungsteil des Getriebesystems für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;
20 ist eine Seitenansicht, die ein modifiziertes Beispiel des Halterungsteils des Getriebesystems für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;
21 ist eine Seitenansicht einer Kurbelachse und ihrer Peripherie eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs mit einem Getriebesystem gemäß einem modifizierten Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels;
22 ist ein Blockdiagramm, das die elektrische Konfiguration eines Getriebesystems gemäß einem ersten modifizierten Beispiel eines jeden Ausführungsbeispiels zeigt;
23 ist ein Blockdiagramm, das die elektrische Konfiguration eines Getriebesystems gemäß einem zweiten modifizierten Beispiel eines jeden Ausführungsbeispiels zeigt; und
24 ist eine Seitenansicht einer Kurbelachse und ihrer Peripherie eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs, das ein Getriebesystem gemäß einem modifizierten Beispiel des vierten Ausführungsbeispiels enthält.

Gleiche Bezugsziffern bezeichnen entsprechende oder identische Elemente in den verschiedenen Zeichnungen.
Ein menschlich angetriebenes Fahrzeuggetriebesystem 20 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird nun mit Bezug auf die 1 bis 11 beschrieben. Ein menschlich angetriebenes Fahrzeug 10 ist ein Fahrzeug, das mindestens ein Rad umfasst und durch mindestens eine menschliche Antriebskraft angetrieben werden kann. Beispiele für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug 10 sind verschiedene Arten von Fahrrädern, wie zum Beispiel ein Mountainbike, ein Rennrad, ein Stadtrad, ein Lastenrad, ein Handbike und ein Liegerad. Die Anzahl der Räder des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 ist nicht begrenzt. Zu dem menschlich angetriebenen Fahrzeug 10 gehört zum Beispiel auch ein Einrad oder ein Fahrzeug mit drei oder mehr Rädern. Das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ist nicht auf ein Fahrzeug beschränkt, das nur durch menschliche Antriebskraft angetrieben werden kann. Das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 umfasst ein Elektrofahrrad (E-Bike), das zusätzlich zur menschlichen Antriebskraft die Antriebskraft eines Elektromotors zum Vortrieb nutzt. Das E-Bike umfasst ein elektrisches Unterstützungsfahrrad, das den Antrieb durch einen Elektromotor unterstützt. In den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 als Fahrrad bezeichnet.
Das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 umfasst einen menschlich angetriebenen Fahrzeugrahmen 12, Räder 14, die vom Rahmen 12 getragen werden, und das Getriebesystem 20. Die Räder 14 umfassen ein Hinterrad 14A und ein Vorderrad 14B. Das Getriebesystem 20 ist so konfiguriert, dass es die Geschwindigkeit der Drehung ändert, die in das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 eingeleitet und auf das Hinterrad 14A übertragen wird. Vorzugsweise umfasst der Rahmen 12 einen Halterungsaufhängungsabschnitt 12A. Der Halterungsaufhängungsabschnitt 12A stützt eine Kurbelachse 34. Vorzugsweise umfasst der Rahmen 12 ein erstes Rahmenteil 12B und ein zweites Rahmenteil 12C. Das erste Rahmenteil 12B ist an dem zweiten Rahmenteil 12C schwenkbar um eine Schwenkachse 12F befestigt. Der Halterungsaufhängungsabschnitt 12A ist beispielsweise an dem zweiten Rahmenelement 12C vorgesehen. Das zweite Rahmenteil 12C umfasst ein Oberrohr 13A, ein Unterrohr 13B und ein Sitzrohr 12D. Das erste Rahmenteil 12B enthält eine Kettenstrebe 12E. Das erste Rahmenteil 12B umfasst eine Sitzstrebe 13C. Das erste Rahmenteil 12B trägt das Hinterrad 14A der Räder 14.
Das Getriebesystem 20 umfasst Kurbelarme 22, mindestens ein vorderes Kettenrad 24, einen vorderen Kupplungsmechanismus 26 und einen Motor 28. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20 ferner eine menschlich angetriebene Fahrzeugkette 30, ein hinteres Ritzel 32 und die Kurbelachse 34. Die Kurbelarme 22 sind so konfiguriert, dass sie an dem menschlich angetriebenen Fahrzeug 10 angebracht werden können. Die Kurbelarme 22 weisen einen rechten Kurbelarm 37A und einen linken Kurbelarm 37B auf. Der rechte Kurbelarm 37A ist an einem Ende der Kurbelachse 34 befestigt, und der linke Kurbelarm 37B ist an dem anderen Ende der Kurbelachse 34 befestigt. Vorzugsweise sind die Kurbelarme 22 einstückig mit der Kurbelachse 34 drehbar. Ein Pedal 36 ist mit einem Ende jedes Kurbelarms 22 verbunden. Die Kurbelachse 34 überträgt die Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad 24. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Getriebesystem 20 ein vorderes Kettenrad 24. In einem Fall, in dem das Getriebesystem 20 einen Umwerfer aufweist, ist es bevorzugt, dass das Getriebesystem 20 eine Mehrzahl von vorderen Kettenrädern 24 aufweist.
Das mindestens eine vordere Kettenrad 24 umfasst Zähne 24A, die mit der Kette 30 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs in Eingriff stehen. Der Motor 28 umfasst eine Abtriebswelle 28A und übt eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad 24 aus. Der vordere Kupplungsmechanismus 26 ermöglicht es dem mindestens einen vorderen Kettenrad 24, relativ zu den Kurbelarmen 22 drehbar zu sein.
Vorzugsweise umfasst einer der Kurbelarme 22 einen Motorsitz 22A, auf dem der Motor 28 angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Motorsitz 22A an dem Kurbelarm 22 vorgesehen, der sich an einer Seite befindet, an der das vordere Kettenrad 24 gekoppelt ist. Vorzugsweise ist der Motorsitz 22A dem vorderen Kettenrad 24 zugewandt. Der Motorsitz 22A ist in einer Ausnehmung 22B des Kurbelarms 22 vorgesehen.
Das Getriebesystem 20 umfasst ferner ein Gehäuse 38, an dem der Motor 28 angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Motor 28 in dem Gehäuse 38 angeordnet. Vorzugsweise ist das Gehäuse 38 auf dem Motorsitz 22A angeordnet. Das Gehäuse 38 ist entsprechend der Ausnehmung des Kurbelarms 22 geformt, in der die Motoraufnahme 22A vorgesehen ist. Das Gehäuse 38 ist beispielsweise mit dem Kurbelarm 22 durch Bolzen oder dergleichen gekoppelt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann der Motor 28 direkt in der Ausnehmung 22B des Kurbelarms 22 angeordnet sein, und das Gehäuse 38 kann an dem Kurbelarm 22 befestigt sein, um die Öffnung der Ausnehmung 22B abzudecken.
Die Abtriebswelle 28A des Motors 28 erstreckt sich in einer Abtriebswellenrichtung A1. Wie in 4 gezeigt, verläuft die Abtriebswellenrichtung A1 in einem ersten Ausführungsbeispiel parallel zu einer Axialrichtung A2, die sich auf eine Drehmittelachse C1 des vorderen Kettenrades 24 bezieht. Vorzugsweise ist die axiale Richtung A2 bezogen auf die Drehmittelachse C1 des vorderen Kettenrads 24 im Wesentlichen parallel zu der Drehmittelachse C1 des vorderen Kettenrads 24. Weiter bevorzugt ist die axiale Richtung A2, bezogen auf die Drehmittelachse C1 des vorderen Kettenrads 24, parallel zu der Drehmittelachse C1 des vorderen Kettenrads 24.
Wie in 5 gezeigt, erstreckt sich in einem zweiten Ausführungsbeispiel die Abtriebswellenrichtung A1 nicht parallel zu der auf die Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 24 bezogenen Axialrichtung A2. Vorzugsweise erstreckt sich die Richtung der Abtriebswelle A1 in einer Richtung, die im Wesentlichen orthogonal zur axialen Richtung A2 bezogen auf die Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 24 ist. Weiter bevorzugt erstreckt sich die Richtung der Abtriebswelle A1 in einer Richtung, die orthogonal zur axialen Richtung A2 bezogen auf die Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 24 ist.
Vorzugsweise weist der Motor 28 in der Abtriebswellenrichtung A1 eine maximale Länge L1 auf, die kleiner ist als ein Durchmesser L2 des vorderen Kettenrads 24. In einem Fall, in dem das mindestens eine vordere Kettenrad 24 eine Mehrzahl von vorderen Kettenrädern 24 umfasst, ist es bevorzugt, dass die maximale Länge L1 des Motors 28 in der Abtriebswellenrichtung A1 kleiner ist als der Durchmesser L2 jedes einzelnen der vorderen Kettenräder 24. Die maximale Länge L1 des Motors 28 in Abtriebswellenrichtung A1 umfasst die Abtriebswelle 28A des Motors 28. Vorzugsweise weist das Gehäuse 38 in einer Richtung, in der sich die Kurbelarme 22 erstrecken, eine maximale Länge L3 auf, die kleiner ist als der Durchmesser L2 des vorderen Kettenrades 24.
Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20 ferner ein Untersetzungsgetriebe 40. Das Untersetzungsgetriebe 40 verbindet die Abtriebswelle 28A des Motors 28 und das vordere Kettenrad 24. Das Untersetzungsgetriebe 40 reduziert die auf das vordere Kettenrad 24 übertragene Drehgeschwindigkeit des Motors 28. Das Untersetzungsgetriebe 40 kann Zähne oder Rollen und einen Riemen umfassen. In einem Fall, in dem die Richtung der Abtriebswelle A1 nicht parallel zur axialen Richtung A2, bezogen auf die Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 24, verläuft, ist es bevorzugt, dass das Untersetzungsgetriebe 40 mindestens eines von einem Kegelrad und einem Schneckenrad umfasst.
Vorzugsweise ist der Motor 28 mit dem vorderen Kupplungsmechanismus 26 verbunden. Vorzugsweise ist der Motor 28 über das Untersetzungsgetriebe 40 mit dem vorderen Kupplungsmechanismus 26 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe 40 reduziert die Drehzahl des Motors 28 und überträgt die Drehkraft auf den vorderen Kupplungsmechanismus 26.
Vorzugsweise umfasst der vordere Kupplungsmechanismus 26 einen ersten Abschnitt 26A, einen zweiten Abschnitt 26B und ein Schaltteil 26C. Der erste Abschnitt 26A ist integral mit den Kurbelarmen 22 drehbar. Der zweite Abschnitt 26B ist mit einem inneren Umfangsabschnitt des mindestens einen vorderen Kettenrads 24 gekoppelt. Das Schaltteil 26C schaltet die Kraftübertragung zwischen dem ersten Abschnitt 26A und dem zweiten Abschnitt 26B um. Vorzugsweise ist der Motor 28 mit dem ersten Abschnitt 26A verbunden. Das Schaltteil 26C ist beispielsweise an einem von dem ersten Abschnitt 26A und dem zweiten Abschnitt 26B angeordnet und ist so konfiguriert, dass es mit einem Eingriffsabschnitt 26D in Eingriff gebracht werden kann, der an dem anderen von dem ersten Abschnitt 26A und dem zweiten Abschnitt 26B vorgesehen ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Eingriffsabschnitt 26D eine Vielzahl von Eingriffsabschnitten 26D. Vorzugsweise umfasst der vordere Kupplungsmechanismus 26 ferner ein Vorspannteil 26E. Das Vorspannteil 26E ist so vorgespannt, dass das Schaltteil 26C in Richtung der Eingriffsabschnitte 26D vorsteht. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Vorspannteil 26E an einem äußeren Umfangsabschnitt des ersten Abschnitts 26A angeordnet, und die Eingriffsabschnitte 26D sind an einem inneren Umfangsabschnitt des zweiten Abschnitts 26B vorgesehen. Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel das Schaltteil 26C eine Sperrklinke einer Einwegkupplung, und die Eingriffsabschnitte 26D sind ein Klinkenteil der Einwegkupplung.
Vorzugsweise umfasst der vordere Kupplungsmechanismus 26 ferner einen Übertragungsabschnitt 26F. Der Übertragungsabschnitt 26F überträgt einen Abtrieb des Motors 28 an den zweiten Abschnitt 26B. Der Abtrieb des Motors 28 wird über das Drehzahlminderer 40 an den Getriebeabschnitt 26F übertragen. Der Übertragungsabschnitt 26F ist an dem ersten Abschnitt 26A vorgesehen. Der Übertragungsabschnitt 26F umfasst einen äußeren Umfangsabschnitt, an dem ein Vorsprung 27 vorgesehen ist, um mit den Eingriffsabschnitten 26D in Eingriff zu kommen. Vorzugsweise ist der Getriebeabschnitt 26F als ein Außenzahnrad konfiguriert, und die Eingriffsabschnitte 26D sind als ein Innenzahnrad konfiguriert, das mit dem Außenzahnrad des Getriebeabschnitts 26F in Eingriff steht. Vorzugsweise umfasst der Vorsprung 27 eine Vielzahl von Vorsprüngen 27.
Vorzugsweise umfasst der vordere Kupplungsmechanismus 26 ferner ein Wälzkörper 26G. Bei dem Wälzkörper 26G handelt es sich beispielsweise um eine Kugel. Der Wälzkörper 26G ist zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt des ersten Abschnitts 26A und dem inneren Umfangsabschnitt des zweiten Abschnitts 26B angeordnet. Vorzugsweise umfasst der Wälzkörper 26G eine Vielzahl von Wälzkörpern 26G, und die Wälzkörper 26G sind entlang des äußeren Umfangsabschnitts des ersten Abschnitts 26A in einer Umfangsrichtung des ersten Abschnitts 26A angeordnet. Vorzugsweise umfassen die Wälzkörper 26G erste Wälzkörper 26H, die an einem Ende des Schaltteils 26C in einer axialen Richtung der Kurbelachse 34 angeordnet sind, und zweite Wälzkörper 26J, die an dem anderen Ende des Schaltteils 26C in der axialen Richtung der Kurbelachse 34 angeordnet sind. Mit anderen Worten, das Schaltteil 26C befindet sich zwischen den ersten Wälzkörpern 26H und den zweiten Wälzkörpern 26J in axialer Richtung der Kurbelachse 34.
In 8 zeigen die durchgezogenen Linien L11 einen Übertragungsweg der Antriebskraft in einem Fall, in dem die Kurbelarme 22 in einer ersten Richtung B1 gedreht werden, in der sich das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 vorwärts bewegt. In 8 zeigen die gestrichelten Linien L12 einen Übertragungsweg der Antriebskraft an, die durch den Motor 28 in einem Fall erzeugt wird, in dem das mindestens eine vordere Kettenrad 24 durch den Motor 28 gedreht wird, anstatt durch die Drehung der Kurbelarme 22 gedreht zu werden.
In einem Fall, in dem die Kurbelarme 22 in der ersten Richtung B1 gedreht werden, in der sich das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 vorwärts bewegt, greift das Schaltteil 26C in die Eingriffsabschnitte 26D ein, um die Drehung des ersten Abschnitts 26A auf den zweiten Abschnitt 26B zu übertragen, so dass das mindestens eine vordere Kettenrad 24 gedreht wird. In einem Fall, in dem die Kurbelarme 22 in einer zweiten Richtung B2 gedreht werden, die der ersten Richtung B1 entgegengesetzt ist, können der erste Abschnitt 26A und der zweite Abschnitt 26B relativ zueinander gedreht werden. Somit wird die Drehung des ersten Abschnitts 26A nicht auf den zweiten Abschnitt 26B übertragen. In einem Fall, in dem der Motor 28 den Übertragungsabschnitt 26F in einer dritten Richtung B3 dreht, wird der zweite Abschnitt 26B in der ersten Richtung B1 gedreht.
In einem Fall, in dem die Kurbelarme 22 in der ersten Richtung B1 gedreht werden und eine Geschwindigkeit R, die durch Multiplizieren einer Drehgeschwindigkeit des Übertragungsabschnitts 26F und eines Geschwindigkeitsverhältnisses N erhalten wird, geringer ist als die Drehgeschwindigkeit der Kurbelarme 22, dreht der erste Abschnitt 26A den Übertragungsabschnitt 26F in einer vierten Richtung B4, die der dritten Richtung B3 entgegengesetzt ist. Die Drehzahl N stellt ein Verhältnis der Anzahl der Zähne der Eingriffsabschnitte 26D zu der Anzahl der Zähne des Übertragungsabschnitts 26F dar. In einem Fall, in dem der Getriebeabschnitt 26F in der dritten Richtung B3 gedreht wird und die Geschwindigkeit R größer oder gleich der Drehgeschwindigkeit der Kurbelarme 22 ist, dreht der Getriebeabschnitt 26F den zweiten Abschnitt 26B mit dem äußeren Zahnrad des Getriebeabschnitts 26F und den Eingriffsabschnitten 26D, so dass das mindestens eine vordere Kettenrad 24 gedreht wird.
Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20 mindestens eine drahtlose Kommunikationseinheit 44, einen Trittfrequenzsensor 42, ein Anzeigegerät 46 und einen Leistungsmesser 48. Vorzugsweise bildet die drahtlose Kommunikationseinheit 44 eine drahtlose Einheit 44A. Vorzugsweise ist mindestens eine der Komponenten Drehzahlminderer 40, Trittfrequenzsensor 42, drahtlose Einheit 44A und Anzeigegerät 46 in dem Gehäuse 38 angeordnet. Falls erforderlich, kann mindestens einer von Trittfrequenzsensor 42, drahtloser Einheit 44A und Anzeigegerät 46 außerhalb des Gehäuses 38 angeordnet sein.
Der Trittfrequenzsensor 42 ist so konfiguriert, dass er Informationen erfasst, die der Drehgeschwindigkeit der Kurbelachse 34 entsprechen. Der Trittfrequenzsensor 42 umfasst einen Magnetsensor, der ein der Stärke des Magnetfeldes entsprechendes Signal ausgibt. Ein ringförmiger Magnet M, dessen Magnetfeldstärke sich in einer Umfangsrichtung ändert, ist an der Kurbelachse 34, einem mit der Kurbelachse 34 mitdrehenden Element oder in einem Kraftübertragungsweg zwischen der Kurbelachse 34 und dem vorderen Kettenrad 24 vorgesehen. Der Trittfrequenzsensor 42 gibt ein Signal aus, das der Drehgeschwindigkeit der Kurbelachse 34 entspricht. Der Trittfrequenzsensor 42 kann anstelle des Magnetsensors auch einen optischen Sensor, einen Beschleunigungssensor, einen Gyrosensor, einen Drehmomentsensor oder ähnliches enthalten. Der Trittfrequenzsensor 42 ist über eine drahtlose Kommunikationseinrichtung oder ein elektrisches Kabel mit einer Steuerung 54 verbunden.
Die drahtlose Kommunikationseinheit 44 stellt die drahtlose Kommunikation zwischen dem Übertragungssystem 20 und einem externen Gerät her. Die drahtlose Kommunikationseinheit 44 umfasst beispielsweise mindestens eines von Bluetooth (eingetragenes Warenzeichen), ANT+ (eingetragenes Warenzeichen), Wi-Fi (eingetragenes Warenzeichen) und Infrarotlichtkommunikation. Das externe Gerät umfasst zum Beispiel mindestens eines der folgenden Geräte: einen Schalthebel für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug, einen Fahrradcomputer für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug, ein Smartphone und einen Personalcomputer.
Das Anzeigegerät 46 umfasst ein Display. Das Anzeigegerät 46 ist an dem Gehäuse 38 vorgesehen, so dass ein Benutzer das Display von außerhalb des Gehäuses 38 betrachten kann. Das Anzeigegerät 46 zeigt auf dem Display zum Beispiel einen Batteriestand einer Batterie 50 an, die den Motor 28 mit elektrischer Energie versorgt. Die Anzeige umfasst zum Beispiel eine lichtemittierende Diode (LED). Die Anzeige kann so konfiguriert werden, dass sich die Farbe der LED in Abhängigkeit vom Batteriestand ändert. Alternativ kann die Anzeige so konfiguriert sein, dass die LED intermittierend leuchtet oder die Anzahl der leuchtenden LEDs verändert wird.
Der Leistungsmesser 48 ist so konfiguriert, dass er ein Signal ausgibt, das dem von der menschlichen Antriebskraft auf die Kurbelarme 22 aufgebrachten Drehmoment entspricht. Der Leistungsmesser 48 ist zum Beispiel im Übertragungsweg der menschlichen Antriebskraft an der stromaufwärtigen Seite des vorderen Kupplungsmechanismus 26 vorgesehen. Der Leistungsmesser 48 umfasst einen Torsionssensor, einen magnetostriktiven Sensor, einen Drucksensor oder dergleichen. Der Torsionssensor schließt einen Torsionsmesser ein. Der Leistungsmesser 48 ist in der Kraftübertragungsstrecke oder an einem Element in der Nähe eines Elements in der Kraftübertragungsstrecke vorgesehen. Das im Kraftübertragungsweg enthaltene Element ist beispielsweise die Kurbelachse 34, ein Element, das die menschliche Antriebskraft zwischen den Kurbelarmen 22 und dem vorderen Kettenrad 24 überträgt, die Kurbelarme 22 oder die Pedale 36. Der Leistungsmesser 48 ist über eine drahtlose Kommunikationseinrichtung oder ein elektrisches Kabel mit dem Steuergerät 54 verbunden. Der Leistungsmesser 48 kann eine beliebige Konfiguration haben, solange Informationen in Bezug auf die menschliche Antriebskraft erhalten werden. Zum Beispiel kann der Leistungsmesser 48 einen Sensor umfassen, der so konfiguriert ist, dass er einen auf die Pedale 36 ausgeübten Druck erfasst, oder einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Spannung der Kette 30 erfasst.
Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20 die Batterie 50. Vorzugsweise umfasst die Batterie 50 eine Mehrzahl von Batterieelementen 50A. Das Batterieelement 50A umfasst eine wiederaufladbare Batterie. Vorzugsweise liefert die Batterie 50 elektrische Energie an den Motor 28. Vorzugsweise versorgt die Batterie 50 die drahtlose Kommunikationseinheit 44, den Trittfrequenzsensor 42, das Anzeigegerät 46 und den Leistungsmesser 48 mit elektrischer Energie. Vorzugsweise versorgt die Batterie 50 jeden der drahtlosen Kommunikationseinheit 44, des Trittfrequenzsensors 42, des Anzeigegeräts 46 und des Leistungsmessers 48 mit elektrischer Energie.
Vorzugsweise ist die Batterie 50 über ein elektrisches Kabel oder ein drahtloses Kommunikationsgerät mit einem Steuergerät 52 in einer Weise verbunden, die eine Kommunikation ermöglicht. Die Batterie 50 ist so konfiguriert, dass sie eine Kommunikation mit dem Steuergerät 52 herstellt, zum Beispiel über Power Line Communication (PLC), Controller Area Network (CAN) oder Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART).
Vorzugsweise enthält die Kurbelachse 34 einen Hohlraum. Vorzugsweise ist die Batterie 50 in dem Hohlraum der Kurbelachse 34 angeordnet. Die Batterie 50 ist zum Beispiel zylindrisch. Vorzugsweise ist die Batterie 50 an einem Teil vorgesehen, das so konfiguriert ist, dass es sich integral mit dem Teil, an dem der Motor 28 vorgesehen ist, dreht, oder an dem Teil, an dem der Motor 28 vorgesehen ist. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20 ferner einen Ladeanschluss 51 zur Versorgung der Batterie 50 mit elektrischer Energie. Der Ladeanschluss 51 ist zum Beispiel in der Kurbelachse 34 vorgesehen. Der Ladeanschluss 51 kann im Gehäuse 38 vorgesehen sein. Die Batterie 50 kann so ausgebildet sein, dass sie über den Ladeanschluss 51 mit einer externen Stromquelle verbunden werden kann. Alternativ kann die elektrische Energie von einer externen Energiequelle durch den Ladeanschluss 51 über die Steuerung 54 an die Batterie 50 geliefert werden. Der Ladeanschluss 51 umfasst zum Beispiel einen elektrischen Anschluss. Vorzugsweise sind die Batterie 50, die Steuerung 54 und der Ladeanschluss 51 durch elektrische Leitungen miteinander verbunden.
Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20 ferner das Steuergerät 52. Das Steuergerät 52 umfasst die Steuerung 54. Vorzugsweise ist zumindest ein Teil des Steuergeräts 52 an dem Gehäuse 38 vorgesehen. Vorzugsweise ist zumindest ein Teil des Steuergeräts 52 in dem Gehäuse 38 vorgesehen.
Die Steuerung 54 umfasst Prozessoren, die vorgegebene Steuerprogramme ausführen. Die Prozessoren umfassen zum Beispiel eine zentrale Recheneinheit (CPU) oder eine Mikroprozessoreinheit (MPU). Die Prozessoren können an verschiedenen Stellen angeordnet sein. Die Steuerung 54 kann einen oder mehrere Mikrocomputer umfassen. Vorzugsweise umfasst das Steuergerät 52 ferner einen Speicher 56. Der Speicher 56 speichert verschiedene Arten von Steuerprogrammen und Informationen, die für verschiedene Arten von Steuerprozessen verwendet werden. Der Speicher 56 umfasst zum Beispiel einen nichtflüchtigen Speicher und einen flüchtigen Speicher. Der nichtflüchtige Speicher umfasst zum Beispiel mindestens einen Festwertspeicher (ROM), einen löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EPROM), einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM) und einen Flash-Speicher. Der flüchtige Speicher umfasst zum Beispiel einen Direktzugriffsspeicher (RAM).
Vorzugsweise umfasst das Steuergerät 52 ferner eine Antriebsschaltung 58 des Motors 28. Die Antriebsschaltung 58 und die Steuerung 54 können zum Beispiel auf demselben Schaltungssubstrat vorgesehen sein. Die Antriebsschaltung 58 umfasst eine Wechselrichterschaltung. Die Antriebsschaltung 58 steuert die elektrische Energie, die dem Motor 28 von der Batterie 50 zugeführt wird. Die Antriebsschaltung 58 ist über eine drahtlose oder drahtgebundene Kommunikation mit der Steuerung 54 verbunden. Die Antriebsschaltung 58 treibt den Motor 28 in Reaktion auf Steuersignale von der Steuerung 54 an.
Das Getriebesystem 20 umfasst ferner einen Umwerfer 60. Vorzugsweise ist der Umwerfer 60 ein Schaltwerk. Der Umwerfer 60 kann ein vorderer Umwerfer sein. Der Umwerfer 60 kann durch einen am Umwerfer 60 vorgesehenen elektrischen Aktuator betätigt werden. Alternativ kann der Umwerfer 60 über ein Schaltzug mit einem Schalthebel des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 verbunden sein und entsprechend der Bewegung des Schaltzuges betätigt werden.
Vorzugsweise ist der Motor 28 so konfiguriert, dass er keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ausübt. Vorzugsweise dreht der Motor 28 das mindestens eine vordere Kettenrad 24 mit einer Drehzahl, die keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ausübt.
Beispielsweise steuert die Steuerung 54 den Motor 28, um das mindestens eine vordere Kettenrad 24 mit einer Drehzahl zu drehen, die keine Antriebskraft auf das Fahrzeug 10 ausübt. Die Steuerung 54 steuert beispielsweise die Drehung des Motors 28 in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Räder 14. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Getriebesystem 20 einen Sensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die Drehgeschwindigkeit der Räder 14 erfasst. Die Steuerung 54 kann so konfiguriert sein, dass sie die Drehung des Motors 28 in Abhängigkeit von der Belastung des Motors 28 steuert. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Getriebesystem 20 einen Sensor enthält, der so konfiguriert ist, dass er die Belastung des Motors 28 erfasst. Beispielsweise steuert die Steuerung 54 in einem Fall, in dem ein Schalthebel betätigt wird oder in einem Fall, in dem eine Schaltbedingung erfüllt ist, den Motor 28 so, dass er das mindestens eine vordere Kettenrad 24 mit einer Drehgeschwindigkeit dreht, die keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ausübt. In einem Fall, in dem der Umwerfer 60 durch einen Schaltzug betätigt wird, ist es bevorzugt, dass das Getriebesystem 20 einen Schaltdetektor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die Bewegung von mindestens einem der Schalthebel, des Schaltzugs und des Umwerfers 60 erkennt.
Ein Verfahren zur Steuerung des Motors 28 wird nun unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. In einem Fall, in dem die Steuerung 54 mit elektrischer Energie versorgt wird, startet die Steuerung 54 den Prozess ab Schritt S11 des in 10 dargestellten Flussdiagramms. In einem Fall, in dem der Prozess des in 10 gezeigten Flussdiagramms endet, wiederholt die Steuerung 54 den Prozess ab Schritt S11 in vorbestimmten Zyklen, bis die Zufuhr von elektrischer Energie endet.
In Schritt S11 bestimmt die Steuerung 54, ob die Drehung der Kurbelarme 22 beendet ist. In einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 nicht gestoppt ist, beendet die Steuerung 54 den Vorgang. In einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 gestoppt ist, fährt die Steuerung 54 mit Schritt S12 fort.
In Schritt S12 bestimmt das Steuergerät 54, ob ein Schaltvorgang durchgeführt werden soll. Zum Beispiel, wenn ein Schalthebel betätigt wird oder wenn eine Schaltbedingung erfüllt ist, bestimmt die Steuerung 54, dass geschaltet wird. In einem Fall, in dem die Steuerung 54 keine Schaltung durchführt, beendet die Steuerung 54 den Vorgang. Wenn die Steuerung 54 bestimmt, dass ein Schaltvorgang ausgeführt wird, geht die Steuerung 54 zu Schritt S13 über.
In Schritt S13 steuert die Steuerung 54 den Motor 28 so, dass er das mindestens eine vordere Kettenrad 24 mit einer Drehzahl dreht, die keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ausübt, und beendet dann den Vorgang. In Schritt S13 kann die Steuerung 54 den Antrieb des Motors 28 beenden, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne ab einem Fall verstrichen ist, in dem der Antrieb des Motors 28 begann. Alternativ kann die Steuerung 54 in Schritt S13 den Antrieb des Motors 28 in Übereinstimmung mit einer Ausgabe eines Sensors beenden, der konfiguriert ist, um den Zustand des Umwerfers 60 zu erfassen. Die vorbestimmte Zeitspanne ist beispielsweise auf eine Zeitspanne festgelegt, in der der Umwerfer 60 einen Schaltvorgang ausreichend abschließen kann. Die vorgegebene Zeitspanne kann durch einen Drehwinkel des vorderen Kettenrads 24 oder des hinteren Ritzels 32 definiert sein. Alternativ kann die vorgegebene Zeitspanne auch durch die Zeit definiert werden.
Bei dem in 10 dargestellten Verfahren kann der Schritt S12 vor dem Schritt S11 durchgeführt werden. In diesem Fall, wenn die Steuerung 54 mit elektrischer Energie versorgt wird, fährt die Steuerung 54 mit Schritt S12 fort. Ferner fährt die Steuerung 54 in einem Fall, in dem in Schritt S12 eine bestätigende Bestimmung gegeben wird, mit Schritt S11 fort. In einem Fall, in dem eine positive Bestimmung in Schritt S11 gegeben wird, fährt die Steuerung 54 mit Schritt S13 fort. In einem Fall, in dem eine negative Bestimmung in Schritt S12 gegeben wird, und einem Fall, in dem eine negative Bestimmung in Schritt S11 gegeben wird, beendet die Steuerung 54 den Prozess.
In der vorliegenden Ausführungsform dreht die Steuerung 54 in einem Fall, in dem sie feststellt, dass der Schaltvorgang in einem Zustand durchgeführt werden soll, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 beendet ist, das mindestens eine vordere Kettenrad 24 mit dem Motor 28. Somit kann auch in einem Zustand, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 beendet ist, ein Schaltvorgang durch den Umwerfer 60 durchgeführt werden.
Vorzugsweise ist die Steuerung 54 so konfiguriert, dass sie in einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 beendet ist, den Motor 28 steuert, um eine relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B des vorderen Kupplungsmechanismus 26 auf eine erste Phase einzustellen. Vorzugsweise ist die erste Phase eine Phase, bei der das Schaltteil 26C mit den Eingriffsabschnitten 26D in Eingriff ist. Vorzugsweise ist in einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 beendet ist, wenn die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B nicht die erste Phase ist, die Steuerung 54 so konfiguriert, dass sie den Motor 28 steuert, um die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B auf die erste Phase einzustellen. In einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 beendet ist, steuert die Steuerung 54 den Motor 28, um die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B auf die erste Phase einzustellen, in der das Schaltteil 26C mit den Eingriffsabschnitten 26D in Eingriff ist. So wird in einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 wieder aufgenommen wird, die Drehung der Kurbelarme 22 und der Kurbelachse 34 sofort auf die Eingriffsabschnitte 26D übertragen. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass sich der Fahrer unbehaglich fühlt.
Vorzugsweise ist in einem Fall, in dem die Steuerung 54 den Motor 28 steuert, um die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B des vorderen Kupplungsmechanismus 26 auf die erste Phase einzustellen, die Steuerung 54 so konfiguriert, dass sie den Motor 28 so steuert, dass sich der Motor 28 in einer Richtung dreht, die einer Richtung entgegengesetzt ist, in der eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad 24 übertragen wird. Die Steuerung 54 kann den Motor 28 in Übereinstimmung mit einem Signal eines Positionssensors steuern, der konfiguriert ist, um die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B direkt oder indirekt zu erfassen. Der Positionssensor ist beispielsweise an einem von dem ersten Abschnitt 26A und dem zweiten Abschnitt 26B angeordnet und umfasst mindestens einen von einem Sensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Drehphase des anderen von dem ersten Abschnitt 26A und dem zweiten Abschnitt 26B erfasst, einem Sensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Drehphase von jedem von dem ersten Abschnitt 26A und dem zweiten Abschnitt 26B relativ zu dem Rahmen 12 erfasst, einem Sensor, der so konfiguriert ist, dass er eine Drehphase des Motors 28 erfasst, und einem Sensor, der so konfiguriert ist, dass er die Last an dem Motor 28 erfasst.
Vorzugsweise ist keine Einwegkupplung im Übertragungsweg der Drehkraft des Motors 28 von dem Motor 28 zu dem Getriebeabschnitt 26F vorgesehen. Im Übertragungsweg der Drehkraft des Motors 28 vom Motor 28 zum Getriebeabschnitt 26F kann eine Einwegkupplung vorgesehen sein. Die Einwegkupplung ist so konfiguriert, dass sie die Drehbewegung vom Motor 28 zum Getriebeabschnitt 26F überträgt und nicht, dass sie die Drehbewegung vom Getriebeabschnitt 26F zum Motor 28 überträgt. In einem Fall, in dem keine Einwegkupplung vorgesehen ist, wird, wenn die Kurbelarme 22 in der ersten Richtung B1 gedreht werden, in der sich das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 vorwärts bewegt, und der Motor 28 nicht angetrieben wird, der Getriebeabschnitt 26F durch den zweiten Abschnitt 26B um die Drehmittelachse C1 des vorderen Kettenrads 24 gedreht, so dass die Drehung der Kurbelarme 22 nicht auf den Motor 28 übertragen wird. In einem Fall, in dem eine Einwegkupplung im Übertragungsweg der Drehkraft des Motors 28 vom Motor 28 zum Übertragungsabschnitt 26F vorgesehen ist, ist die Steuerung 54 nicht so konfiguriert, dass sie den Motor 28 so steuert, dass die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B des vorderen Kupplungsmechanismus 26 auf die erste Phase eingestellt wird.
Ein Verfahren zur Steuerung des Motors 28 in einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 beendet ist, wird nun unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. In einem Fall, in dem der Steuerung 54 elektrische Energie zugeführt wird, startet die Steuerung 54 den Prozess ab Schritt S21 des in 11 dargestellten Flussdiagramms. In einem Fall, in dem der Prozess des in 11 gezeigten Flussdiagramms endet, wiederholt die Steuerung 54 den Prozess ab Schritt S21 in vorbestimmten Zyklen, bis die Zufuhr von elektrischer Energie endet.
In Schritt S21 bestimmt die Steuerung 54, ob die Drehung der Kurbelarme 22 beendet ist. Zum Beispiel bestimmt die Steuerung 54, dass die Drehung der Kurbelarme 22 beendet wird, wenn die Drehgeschwindigkeit der Kurbelarme 22 kleiner oder gleich einer vorgegebenen Geschwindigkeit ist. Die Steuerung 54 kann auch bestimmen, dass die Drehung der Kurbelarme 22 in einem Fall beendet wird, in dem die Drehgeschwindigkeit der Kurbelarme 22 in der ersten Richtung B1 niedriger als oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit ist. Ferner kann die Steuerung 54 bestimmen, dass die Drehung der Kurbelarme 22 in einem Fall beendet wird, in dem die Drehgeschwindigkeit der Kurbelarme 22 in der zweiten Richtung B2 niedriger als oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit ist. Vorzugsweise bestimmt die Steuerung 54, dass die Drehung der Kurbelarme 22 beendet wird, wenn die Drehgeschwindigkeit der Kurbelarme 22 in der ersten Richtung B1 oder in der zweiten Richtung B2 kleiner oder gleich einer vorgegebenen Geschwindigkeit ist. In einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 nicht beendet wird, beendet die Steuerung 54 den Vorgang. In einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 beendet ist, fährt die Steuerung 54 mit Schritt S22 fort.
In Schritt S22 bestimmt die Steuerung 54, ob die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B die erste Phase ist. In einem Fall, in dem die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B die erste Phase ist, beendet die Steuerung 54 den Prozess. In einem Fall, in dem die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B nicht die erste Phase ist, fährt die Steuerung 54 mit Schritt S23 fort.
In Schritt S23 steuert die Steuerung 54 den Motor 28, um die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B auf die erste Phase einzustellen, und beendet dann den Prozess. Wenn zum Beispiel ein Signal eines Positionssensors gleich einem Signal wird, das einem Fall entspricht, in dem die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B die erste Phase ist, beendet die Steuerung 54 den Antrieb des Motors 28.
Vorzugsweise steuert die Steuerung 54 in Schritt S23 den Motor 28, um eine Kraft auf den Getriebeabschnitt 26F auszuüben, die dazu dient, den Getriebeabschnitt 26F in der vierten Richtung B4 zu drehen. Die Steuerung 54 kann so konfiguriert sein, dass sie den Motor 28 so steuert, dass ein vorbestimmter Abtrieb erzeugt wird. Der vorbestimmte Abtrieb ist ein Abtrieb, der das Schaltteil 26C in der vierten Richtung B4 aus einem Zustand, in dem es mit den Eingriffsabschnitten 26D in Eingriff steht, nicht weiter über die Wände der Eingriffsabschnitte 26D hinaus drehen kann. Beispielsweise kann die Steuerung 54 so konfiguriert sein, dass sie den Motor 28 so steuert, dass der Motor 28 den vorbestimmten Ausgang für eine vorbestimmte Zeit ausgibt. In einem Fall, in dem die Steuerung 54 so konfiguriert ist, dass sie den Motor 28 so steuert, dass der Motor 28 den vorbestimmten Abtrieb für eine vorbestimmte Zeit ausgibt, muss die Steuerung 54 nicht die relative Phase des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts erfassen. In diesem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 beendet ist, kann die Steuerung 54 so konfiguriert werden, dass sie den Motor 28 so steuert, dass der Motor 28 den vorbestimmten Abtrieb für eine vorbestimmte Zeit ausgibt. In diesem Fall kann der Schritt S22 der 11 entfallen. In einem Fall, in dem eine bestätigende Bestimmung in Schritt S21 gegeben wird, fährt die Steuerung 54 mit Schritt S23 fort.
In einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 in der ersten Richtung B1 in einem Zustand gestartet wird, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 beendet ist, wird das mindestens eine vordere Kettenrad 24 nicht gedreht, bis die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B des vorderen Kupplungsmechanismus 26 die erste Phase wird. In einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 beendet ist, steuert die Steuerung 54 den Motor 28, um die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B des vorderen Kupplungsmechanismus 26 auf die erste Phase zu bestimmen. Auf diese Weise kann das mindestens eine vordere Kettenrad 24 in einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 22 in der ersten Richtung B1 gestartet wird, sofort gedreht werden.
Die Steuerung 54 kann so konfiguriert werden, dass sie den Motor 28 weiter antreibt, um die relative Phase des ersten Abschnitts 26A und des zweiten Abschnitts 26B auf die erste Phase während einer Zeitspanne einzustellen, während der die Drehgeschwindigkeit der Kurbelarme 22 in der ersten Richtung B1 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Der vorbestimmte Bereich schließt 0 U/min ein.
Ein menschlich angetriebenes Fahrzeuggetriebesystem 20A gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel wird nun mit Bezug auf die 12 bis 14 beschrieben. Das Getriebesystem 20A für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist auf die gleiche Weise konfiguriert wie das Getriebesystem 20 für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, außer dass der Motor 68 an einem anderen Abschnitt angeordnet ist und dass der Motor 68 mit einem anderen Element gekoppelt ist. Daher werden die gleichen Bezugszeichen für die Komponenten verwendet, die mit den entsprechenden Komponenten des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, und solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben.
Das Getriebesystem 20A gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst Kurbelarme 62, mindestens ein vorderes Kettenrad 64 und einen vorderen Kupplungsmechanismus 66. Vorzugsweise sind die Kurbelarme 62 in der gleichen Weise wie die Kurbelarme 22 konfiguriert, mit der Ausnahme, dass die Kurbelarme 62 nicht den Motorsitz 22A umfassen. Vorzugsweise ist das mindestens eine vordere Kettenrad 64 in der gleichen Weise wie das vordere Kettenrad 24 konfiguriert, mit der Ausnahme, dass der vordere Kupplungsmechanismus 66 anstelle des vorderen Kupplungsmechanismus 26 vorgesehen ist. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20A einen Motor 68, eine Basisteil 70, einen beweglichen Abschnitt 72 und einen Kettenführungsmechanismus 74. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20A ferner die Kette 30, das hintere Ritzel 32 und die Kurbelachse 34. Die Kurbelarme 62 sind so konfiguriert, dass sie an dem menschlich angetriebenen Fahrzeug 10 angebracht werden können. Die Kurbelarme 62 sind jeweils mit den beiden Enden der Kurbelachse 34 gekoppelt. Vorzugsweise sind die Kurbelarme 62 integral mit der Kurbelachse 34 drehbar. Das Pedal 36 ist mit dem Ende eines jeden Kurbelarms 62 gekoppelt. Die Kurbelachse 34 überträgt die Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad 64. Beispielsweise weist das Übertragungssystem 20A ein vorderes Ritzel 64 auf. In einem Fall, in dem das Getriebesystem 20A einen Umwerfer aufweist, ist es bevorzugt, dass das Getriebesystem 20A eine Mehrzahl von vorderen Kettenrädern 64 aufweist.
Das mindestens eine vordere Kettenrad 64 weist Zähne auf, die mit der Kette des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 30 in Eingriff stehen. Der Motor 68 umfasst eine Abtriebswelle 28A und übt eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad 64 aus.
Das Basisteil 70 ist am Rahmen 12 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs 10 befestigt. Der bewegliche Abschnitt 72 ist an dem Basisteil 70 so befestigt, dass er relativ zu dem Basisteil 70 beweglich ist. Das Basisteil 70, der bewegliche Abschnitt 72 und der Kettenführungsmechanismus 74 bilden eine Kettenschaltung. Der bewegliche Teil 72 des Umwerfers kann einen Gelenkmechanismus umfassen. Das Basisteil 70, der bewegliche Teil 72 und der Kettenführungsmechanismus 74 bilden ein Schaltwerk. Das Basisteil 70, der bewegliche Teil 72 und der Kettenführungsmechanismus 74 können einen vorderen Umwerfer bilden. Der Umwerfer kann durch einen elektrischen Aktuator betätigt werden. Alternativ kann der Umwerfer 60 über ein Schaltzug mit einem Schalthebel des motorisierten Fahrzeugs verbunden sein und entsprechend der Bewegung des Schaltzugs betätigt werden. Der Kettenführungsmechanismus 74 ist schwenkbar an dem beweglichen Teil 72 befestigt. Der Kettenführungsmechanismus 74 umfasst mindestens eine Rolle 76, die mit der Abtriebswelle 68A des Motors 68 gekoppelt ist. Der Motor 68 übt über die mindestens eine Rolle 76 eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad 24 aus. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel übt der Motor 68 über die mindestens eine Rolle 76 und die Kette 30 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad 24 aus. Vorzugsweise umfasst die mindestens eine Rolle 76 eine Spannrolle 76A und eine Führungsrolle 76B. Vorzugsweise überträgt die mindestens eine Rolle 76 die Drehkraft über die Kette 30 auf das vordere Kettenrad 24. Vorzugsweise ist die Abtriebswelle 68A des Motors 68 mit der Führungsrolle 76B gekoppelt und nicht mit der Spannrolle 76A.
Die Abtriebswelle 68A des Motors 68 erstreckt sich in der Abtriebswellenrichtung A1. Im ersten Beispiel ist die Abtriebswellenrichtung A1 parallel zur axialen Richtung A2 bezogen auf die Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 64. Vorzugsweise ist die Axialrichtung bezogen auf die Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 64 parallel zur Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 64. Beispielsweise ist in einem Fall, in dem sich der Kettenführungsmechanismus 74 in einer vorbestimmten Position befindet, die Richtung der Abtriebswelle A1 parallel zur axialen Richtung A2 bezogen auf die Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 64. Die vorbestimmte Position ist beispielsweise eine Position des Kettenführungsmechanismus 74, bei der eine Mittelachse der mindestens einen Rolle 76 parallel zur Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 64 ist. Im ersten Beispiel ist es bevorzugt, dass die Richtung der Abtriebswelle A1 parallel zur axialen Richtung bezogen auf die Drehmittelachse der mindestens einen Rolle 76 ist.
Im zweiten Beispiel ist die Abtriebswellenrichtung A1 nicht parallel zur axialen Richtung A2 bezogen auf die Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 64. Vorzugsweise erstreckt sich die Richtung der Abtriebswelle A1 in einer Richtung, die eine Richtung orthogonal zur axialen Richtung A2 in Bezug auf die Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 64 einschließt. Beispielsweise erstreckt sich die Richtung der Abtriebswelle A1 in einem Fall, in dem sich der Kettenführungsmechanismus 74 in der vorbestimmten Position befindet, nicht parallel zur axialen Richtung A2 in Bezug auf die Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 64. Die vorbestimmte Position ist beispielsweise eine Position des Kettenführungsmechanismus 74, in der die Mittelachse der mindestens einen Rolle 76 parallel zur Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 64 ist. Im zweiten Beispiel ist es bevorzugt, dass die Richtung der Abtriebswelle A1 nicht parallel zur axialen Richtung bezogen auf die Drehmittelachse der mindestens einen Rolle 76 ist.
Die maximale Länge des Motors 68 in der Abtriebswellenrichtung A1 ist kleiner als der Durchmesser des vorderen Kettenrads 64. In einem Fall, in dem das mindestens eine vordere Kettenrad 64 eine Mehrzahl von vorderen Kettenrädern 64 umfasst, ist es bevorzugt, dass die maximale Länge des Motors 68 in der Abtriebswellenrichtung A1 kleiner ist als der Durchmesser jedes einzelnen der vorderen Kettenräder 24.
Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20A ferner ein Drehzahlminder 78. Der Drehzahlminderer 78 verbindet die Abtriebswelle 68A des Motors 68 und die mindestens eine Rolle 76. Der Drehzahlminderer 78 reduziert die auf die mindestens eine Rolle 76 übertragene Drehgeschwindigkeit des Motors 68. Der Drehzahlminderer 78 kann Zähne oder Rollen und einen Riemen umfassen. In einem Fall, in dem die Richtung der Abtriebswelle A1 nicht parallel zur axialen Richtung bezogen auf die Drehmittelachse der mindestens einen Rolle 76 verläuft, ist es bevorzugt, dass der Drehzahlminderer 78 mindestens eines von einem Kegelrad und einem Schneckenrad umfasst.
Der vordere Kupplungsmechanismus 66 ermöglicht es, dass das mindestens eine vordere Kettenrad 64 integral mit oder relativ zu den Kurbelarmen 62 drehbar ist. Der vordere Kupplungsmechanismus 66 ist zum Beispiel zwischen der Kurbelachse 34 und dem vorderen Kettenrad 64 angeordnet. Der vordere Kupplungsmechanismus 66 ist zum Beispiel eine Einwegkupplung. Die Einwegkupplung kann eine Klauenkupplung oder eine Rollenkupplung sein.
In einem Fall, in dem die Kurbelarme 62 in die erste Richtung B1 gedreht werden, dreht die Drehung der Kurbelachse 34 das vordere Kettenrad 64 über den vorderen Kupplungsmechanismus 66. In einem Fall, in dem die Kurbelarme 62 in die zweite Richtung B2 gedreht werden, wird die Drehung des vorderen Kupplungsmechanismus 66 nicht über die Kurbelachse 34 auf das vordere Kettenrad 24 übertragen.
Der Motor 68 ist so konfiguriert, dass er die mindestens eine Rolle 76 in einer Richtung dreht, die einem Fall entspricht, in dem die Kurbelarme 62 in der ersten Richtung B1 gedreht werden. Vorzugsweise ist eine Einwegkupplung im Übertragungsweg der Drehkraft des Motors 68 vorgesehen, der sich vom Motor 68 zu der mindestens einen Rolle 76 erstreckt. Die Einwegkupplung ist so konfiguriert, dass sie die Drehung des Motors 68 auf die mindestens eine Rolle 76 überträgt und die Drehung der mindestens einen Rolle 76 nicht auf den Motor 68 überträgt.
In einem Fall, in dem die mindestens eine Rolle 76 durch den Motor 68 in einer Richtung gedreht wird, die einem Fall entspricht, in dem die Kurbelarme 62 in der ersten Richtung B1 gedreht werden, treibt die mindestens eine Rolle 76 die Kette 30 an und dreht das hintere Ritzel 32. Der Antrieb der Kette 30 wird auf das vordere Kettenrad 64 übertragen, aber der vordere Kupplungsmechanismus 66 überträgt den Antrieb der Kette 30 nicht auf die Kurbelachse 34. In der vorliegenden Ausführungsform kann der vordere Kupplungsmechanismus 66 weggelassen werden.
Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20A ferner mindestens eine der drahtlosen Kommunikationseinheit 44, den Trittfrequenzsensor 42, das Anzeigegerät 46 und den Leistungsmesser 48. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20A ferner die Batterie 50. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20A ferner den Ladeanschluss 51 zur Versorgung der Batterie 50 mit elektrischer Energie. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20A weiterhin das Steuergerät 52. Die Batterie 50 ist zum Beispiel an einem Gehäuse vorgesehen, an dem auch der Motor 68 vorgesehen ist. Der Ladeanschluss 51 ist in einem Gehäuse vorgesehen, an dem der Motor 68 vorgesehen ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Batterie 50 und der Ladeanschluss 51 an dem beweglichen Teil 72 angeordnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt. Gegebenenfalls kann zumindest eine der Batterie 50 und der Ladeanschluss 51 auf dem Basisteil 70 angeordnet sein.
Vorzugsweise ist der Motor 68 so konfiguriert, dass er keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ausübt. Vorzugsweise dreht der Motor 68 das mindestens eine vordere Kettenrad 64 mit einer Drehzahl, die keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ausübt.
In 14 zeigen die durchgezogenen Linien L21 einen Übertragungsweg der Antriebskraft in einem Fall, in dem die Kurbelarme 62 in der ersten Richtung B1 gedreht werden, in der sich das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 vorwärts bewegt. In 14 zeigen die gestrichelten Linien L22 einen Übertragungsweg der Antriebskraft des Motors 68 in einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 62 beendet ist und der Motor 68 angetrieben wird. In den gestrichelten Linien L22 wird die Drehung des Motors 68 über den Drehzahlminderer 78 auf die mindestens eine Rolle 76 übertragen. Durch die Drehung der mindestens einen Rolle 76 wird die Kette 30 in einer Richtung gedreht, die der ersten Richtung B1 entspricht, und das vordere Kettenrad 64 wird in der ersten Richtung B1 gedreht. Auf diese Weise zieht die Kette 30 das hintere Ritzel 32 in eine Richtung, die der ersten Richtung B1 entspricht, so dass das hintere Ritzel 32 in eine Richtung gedreht wird, die der ersten Richtung B1 entspricht. Die Drehung des vorderen Kettenrads 64 in der ersten Richtung B1 wird nicht durch den vorderen Kupplungsmechanismus 66 auf die Kurbelachse 34 übertragen.
Die Steuerung 54 steuert zum Beispiel den Motor 68, um das mindestens eine vordere Kettenrad 64 mit einer Drehzahl zu drehen, die keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ausübt. Die Steuerung 54 steuert beispielsweise die Drehung des Motors 68 in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Räder 14. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Getriebesystem 20A einen Sensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die Drehgeschwindigkeit der Räder 14 erfasst. Die Steuerung 54 kann so konfiguriert sein, dass sie die Drehung des Motors 68 in Abhängigkeit von der Belastung des Motors 68 steuert. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Getriebesystem 20 einen Sensor enthält, der so konfiguriert ist, dass er die Belastung des Motors 68 erfasst. Beispielsweise steuert die Steuerung 54 in einem Fall, in dem ein Schalthebel betätigt wird, oder in einem Fall, in dem eine Schaltbedingung erfüllt ist, den Motor 68 so, dass er das mindestens eine vordere Kettenrad 64 mit einer Drehgeschwindigkeit dreht, die keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ausübt. In einem Fall, in dem der Umwerfer 60 durch ein Schaltzug betätigt wird, ist es bevorzugt, dass das Getriebesystem 20A einen Schaltsensor enthält, der so konfiguriert ist, dass er die Bewegung von mindestens einem von Schalthebel, Schaltzug und Umwerfer 60 erkennt. Das Steuergerät 54 steuert den Motor 68, indem es beispielsweise den gleichen Prozess wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausführt, das in 10 dargestellt ist.
Ein Getriebesystem 20B für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel wird nun mit Bezug auf die 15 bis 17 beschrieben. Das Getriebesystem 20B für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist auf die gleiche Weise konfiguriert wie das Getriebesystem 20A für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, mit der Ausnahme, dass der Motor 80 an einem anderen Abschnitt angeordnet ist und dass der Motor 80 mit einem anderen Teil gekoppelt ist. Daher werden die gleichen Bezugszeichen für die Komponenten angegeben, die mit den entsprechenden Komponenten des zweiten Ausführungsbeispiels identisch sind, und solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben.
Das Getriebesystem 20B gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel umfasst einen Motor 80, ein Halterungsteil 82 und ein Drehkraftübertragungsteil 84. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20B ferner die Kurbelarme 62, das mindestens eine vordere Kettenrad 64 und den vorderen Kupplungsmechanismus 66. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20B ferner die Kette 30, das hintere Ritzel 32 und die Kurbelachse 34. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20B außerdem den Umwerfer 60.
Der Motor 80 umfasst eine Abtriebswelle 80A. Der Motor 80 übt eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad 64 aus. Das Drehkraftübertragungsteil 84 ist mit der Abtriebswelle 80A des Motors 80 gekoppelt.
Die Abtriebswelle 80A des Motors 80 erstreckt sich in der Abtriebswellenrichtung A1. Im ersten Beispiel ist die Abtriebswellenrichtung A1 parallel zur axialen Richtung A2 bezogen auf die Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 64. Im zweiten Beispiel ist die Abtriebswellenrichtung A1 nicht parallel zur Axialrichtung A2 bezogen auf die Drehmittelachse des vorderen Kettenrads 64. Vorzugsweise ist die maximale Länge des Motors 80 in der Abtriebswellenrichtung A1 kleiner als der Durchmesser des vorderen Kettenrads 64. In einem Fall, in dem das mindestens eine vordere Kettenrad 64 eine Mehrzahl von vorderen Kettenrädern 64 umfasst, ist es bevorzugt, dass die maximale Länge des Motors 80 in der Abtriebswellenrichtung A1 kleiner ist als der Durchmesser jedes einzelnen der vorderen Kettenräder 64.
Vorzugsweise überträgt das Drehkraftübertragungsteil 84 die Drehkraft über die Antriebskette 30 des menschlich angetriebene Fahrzeugs auf das vordere Kettenrad 24. Vorzugsweise umfasst das Drehkraftübertragungsteil 84 eine Vielzahl von Drehkraftübertragungszähnen 84A, die in die Kette 30 eingreifen. Vorzugsweise ist das Drehkraftübertragungsteil 84 über ein Drehzahlminderer 86 mit der Abtriebswelle 80A des Motors 80 verbunden. Der Drehzahlminderer 86 reduziert die auf die Kette 30 übertragene Drehgeschwindigkeit des Motors 80. Der Drehzahlminderer 86 kann Zähne oder Rollen und einen Riemen umfassen.
Der Motor 80 ist so konfiguriert, dass er das vordere Kettenrad 64 in einer Richtung dreht, die einem Fall entspricht, in dem die Kurbelarme 62 in der ersten Richtung B1 gedreht werden. Vorzugsweise ist im Übertragungsweg der Drehkraft des Motors 68 vom vorderen Kettenrad 64 zum Motor 80 eine Einwegkupplung vorgesehen. Die Einwegkupplung ist so konfiguriert, dass sie die Drehung des Motors 80 in einer Richtung, die der ersten Richtung B1 entspricht, auf das vordere Kettenrad 64 überträgt und die Drehung des vorderen Kettenrads 64 in einer Richtung, die der ersten Richtung B1 entspricht, nicht auf den Motor 80 überträgt.
In einem Fall, in dem das vordere Kettenrad 64 in einer Richtung gedreht wird, die einem Fall entspricht, in dem die Kurbelarme 62 durch den Motor 80 in der ersten Richtung B1 gedreht werden, treibt das Drehkraftübertragungsteil 84 das vordere Kettenrad 64 und die Kette 30 an, so dass das hintere Ritzel 32 gedreht wird. In einem Fall, in dem ein Schaltvorgang durch den Antrieb der Kette in einem Zustand durchgeführt wird, in dem kein Pedalieren erfolgt, wird der Antrieb der Kette 30 auf das vordere Kettenrad 64 übertragen, aber nicht durch den vorderen Kupplungsmechanismus 66 auf die Kurbelachse 34 übertragen.
Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20B ferner mindestens eine der drahtlosen Kommunikationseinheit 44, den Trittfrequenzsensor 42, das Anzeigegerät 46 und den Leistungsmesser 48. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20B ferner die Batterie 50. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20B ferner den Ladeanschluss 51 zur Versorgung der Batterie 50 mit elektrischer Energie. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20B weiterhin das Steuergerät 52. Die Batterie 50 ist beispielsweise an dem Halterungsteil 82 vorgesehen. Vorzugsweise ist der Ladeanschluss 51 in dem Halterungsteil 82 vorgesehen.
Vorzugsweise ist der Motor 80 so konfiguriert, dass er keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ausübt. Vorzugsweise dreht der Motor 80 das mindestens eine vordere Kettenrad 64 mit einer Drehzahl, die keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ausübt.
In 17 zeigen die durchgezogenen Linien L31 einen Übertragungsweg der Antriebskraft in einem Fall, in dem die Kurbelarme 62 in der ersten Richtung B1 gedreht werden, in der sich das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 vorwärts bewegt. In 17 zeigen die gestrichelten Linien L32 einen Übertragungsweg der Antriebskraft des Motors 80 in einem Fall, in dem die Drehung der Kurbelarme 62 beendet ist und der Motor 80 angetrieben wird. In den gestrichelten Linien L32 dreht die Drehung des Motors 80 die Kette 30 über den Drehzahlminderer 86 in einer Richtung, die der ersten Richtung B1 entspricht, so dass das vordere Kettenrad 64 in der ersten Richtung B1 gedreht wird. Auf diese Weise zieht die Kette 30 das hintere Ritzel 32 in einer Richtung an, die der ersten Richtung B1 entspricht, so dass das hintere Ritzel 32 in einer Richtung gedreht wird, die der ersten Richtung B1 entspricht. Die Drehung des vorderen Kettenrads 64 in der ersten Richtung B1 wird nicht durch den vorderen Kupplungsmechanismus 66 auf die Kurbelachse 34 übertragen.
Die Steuerung 54 steuert beispielsweise den Motor 80, um das mindestens eine vordere Kettenrad 64 mit einer Drehzahl zu drehen, die keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ausübt. Die Steuerung 54 steuert beispielsweise die Drehung des Motors 80 in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Räder 14. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Getriebesystem 20B einen Sensor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die Drehgeschwindigkeit der Räder 14 erfasst. Die Steuerung 54 kann so konfiguriert sein, dass sie die Drehung des Motors 80 in Abhängigkeit von der Belastung des Motors 80 steuert. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Getriebesystem 20B einen Sensor enthält, der so konfiguriert ist, dass er die Belastung des Motors 80 erfasst. Beispielsweise steuert die Steuerung 54 in einem Fall, in dem ein Schalthebel betätigt wird oder in einem Fall, in dem eine Schaltbedingung erfüllt ist, den Motor 80, um das mindestens eine vordere Kettenrad 64 mit einer Drehgeschwindigkeit zu drehen, die keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug 10 ausübt. In einem Fall, in dem der Umwerfer 60 durch ein Schaltzug betätigt wird, ist es bevorzugt, dass das Getriebesystem 20B einen Schaltsensor aufweist, der so konfiguriert ist, dass er die Bewegung von mindestens einem von Schalthebel, Schaltzug und Umwerfer 60 erkennt. Die Steuerung 54 steuert den Motor 80, indem sie beispielsweise den gleichen Prozess wie bei der ersten Ausführungsform durchführt, die in 10 dargestellt ist.
Das Halterungsteil 82 umfasst einen Abdeckungsabschnitt 82A, der mit den Kettenradzähnen 64A des mindestens einen vorderen Kettenrads 64 in einer radialen Richtung bezogen auf die Rotationsmittelachse des mindestens einen vorderen Kettenrads 64 überlappt. Das Halterungsteil 82 umfasst einen Motoraufnahmeabschnitt 82B, der den Motor 80 aufnimmt. Vorzugsweise umfasst das Halterungsteil 82 einen festen Abschnitt 82C, der an dem Halterungsaufhängungsabschnitt 12A des Rahmens 12 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs befestigt werden kann. Der feststehende Abschnitt 82C ist zum Beispiel ringförmig. Die Kurbelachse 34 wird in den ringförmigen feststehenden Abschnitt 82C eingesetzt. Beispielsweise werden Schrauben in Löcher eingesetzt, die in einem inneren Teil des ringförmigen feststehenden Abschnitts 82C vorgesehen sind, um das Halterungsteil 82 an dem Halterungsaufhängungsabschnitt 12A des Rahmens 12 zu befestigen. Vorzugsweise ist das Halterungsteil 82 zwischen dem Halterungsaufhängungsabschnitt 12A und dem mindestens einen vorderen Kettenrad 64 in axialer Richtung der Kurbelachse 34 angeordnet.
Ein Getriebesystem 20C für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel wird nun mit Bezug auf die 18 bis 20 beschrieben. Das Getriebesystem 20C für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist in der gleichen Weise konfiguriert wie das Getriebesystem 20B für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, mit Ausnahme der Struktur eines Halterungsteils 88. Daher sind die gleichen Bezugszeichen für die Komponenten angegeben, die die gleichen sind wie die entsprechenden Komponenten der dritten Ausführungsform, und solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben.
Das Getriebesystem 20C gemäß des vierten Ausführungsbeispiels umfasst das Halterungsteil 88, den Motor 80 und das Drehkraftübertragungselement 84. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20C ferner die Kurbelarme 62, das mindestens eine vordere Kettenrad 64 und den vorderen Kupplungsmechanismus 66. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20C ferner die Kette 30, das hintere Ritzel 32 und die Kurbelachse 34. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20C außerdem den Umwerfer 60.
Das Halterungsteil 88 ist an mindestens einer der Komponenten Sitzrohr 12D, Sitzstrebe 13C und Kettenstrebe 12E des menschlich angetriebenen Fahrzeuges befestigt. Das Halterungsteil 88 umfasst einen Motoraufnahmeabschnitt 88A, der den Motor 80 aufnimmt. Wie in 19 gezeigt, ist das Halterungsteil 88 beispielsweise an dem Sitzrohr 12D befestigt. Das Halterungsteil 88 umfasst ein erstes Klemmteil 88B, ein zweites Klemmteil 88C und ein Befestigungsteil 88D. Das zweite Klemmteil 88C ist schwenkbar an dem ersten Klemmteil 88B befestigt. Das Befestigungsteil 88D befestigt das erste Klemmteil 88B und das zweite Klemmteil 88C in einem Zustand, in dem das Sitzrohr 12D zwischen dem ersten Klemmteil 88B und dem zweiten Klemmteil 88C eingeklemmt ist. Das Befestigungsteil 88D umfasst zum Beispiel eine Schraube und eine Mutter.
Wie in 20 gezeigt, kann das Halterungsteil 88 einen Halterungskörper 88E und ein Befestigungsteil 88F umfassen. Beispielsweise umfasst der Halterungskörper 88E einen ersten Befestigungsabschnitt 88G. Das Befestigungsteil 88F wird durch den ersten Befestigungsabschnitt 88G des Trägerkörpers 88E eingeführt und an einem zweiten Befestigungsabschnitt 12G, der am Sitzrohr 12D ausgebildet ist, befestigt. Das Befestigungsteil 88F umfasst beispielsweise einen Bolzen, der erste Befestigungsabschnitt 88G umfasst ein Loch und der zweite Befestigungsabschnitt 12G umfasst einen Außengewindeabschnitt.
Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20C ferner mindestens eine der folgenden Komponenten: die drahtlose Kommunikationseinheit 44, den Trittfrequenzsensor 42, das Anzeigegerät 46 und den Leistungsmesser 48. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20C außerdem die Batterie 50. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20C ferner den Ladeanschluss 51 zur Versorgung der Batterie 50 mit elektrischer Energie. Vorzugsweise umfasst das Getriebesystem 20C ferner das Steuergerät 52. Die Batterie 50 ist beispielsweise an dem Halterungsteil 88 vorgesehen. Vorzugsweise ist der Ladeanschluss 51 in dem Halterungsteil 88 vorgesehen.
Die Beschreibung im Zusammenhang mit den obigen Ausführungsbeispielen veranschaulicht, ohne die Absicht, einzuschränken, anwendbare Formen eines Getriebesystems für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ist das Getriebesystem für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar auf, zum Beispiel, modifizierte Beispiele der obigen Ausführungsbeispiele, die im Folgenden beschrieben werden und Kombinationen von mindestens zwei der modifizierten Beispiele, die sich nicht gegenseitig widersprechen. In den nachfolgend beschriebenen modifizierten Beispielen sind die Komponenten, die mit den entsprechenden Komponenten der obigen Ausführungsbeispiele identisch sind, mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Solche Komponenten werden nicht im Detail beschrieben.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel kann der Motor 68 an dem Basisteil 70, dem beweglichen Teil 72, einem Gelenkmechanismus und dem Kettenführungsmechanismus 74 vorgesehen sein. Der Motor 68 kann an der Spannrolle 76A vorgesehen sein.
Wie in 21 gezeigt, kann das Gehäuse 38 in dem ersten Ausführungsbeispiel an dem Halterungsteil 82 in dem dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein. Das Getriebesystem 20 umfasst beispielsweise den Motor 80, das Halterungsteil 82 und ein Drehkraftübertragungselement. Das Drehkraftübertragungselement ist mit der Abtriebswelle 80A des Motors 80 gekoppelt. In diesem Fall ist das Drehkraftübertragungselement so konfiguriert, dass es die Drehkraft auf das vordere Kettenrad 24 unter Umgehung der Kette 30 des menschlich angetriebenen Fahrzeugs überträgt. In diesem Fall ist das Drehkraftübertragungselement der Getriebeabschnitt 26F.
Wie in 22 dargestellt, können die Getriebesysteme 20, 20A, 20B und 20C der Ausführungsbeispiele jeweils eine drahtlose Energieempfangseinheit 90 umfassen, die elektrische Energie von der Batterie 50 empfängt und die elektrische Energie an den entsprechenden der Motoren 28, 68 und 80 liefert. Die drahtlose Energieempfangseinheit 90 empfängt zum Beispiel elektrische Energie von einer externen drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung 92 durch elektromagnetische Induktion. Die drahtlose Energieempfangseinheit 90 kann zum Beispiel mit der Steuerung 54 verbunden sein, um die elektrische Energie über die Steuerung 54 an die Batterie 50 zu liefern. In diesem Fall umfassen die Getriebesysteme 20, 20A, 20B und 20C jeweils zumindest die Kurbelachse 34, die Kurbelarme 22 bzw. 62, das zumindest eine vordere Kettenrad 24 bzw. 64, den vorderen Kupplungsmechanismus 26 bzw. 66, den Motor 28, 68 bzw. 80 und die drahtlose Energieempfangseinheit 90, um die Getriebesysteme 20, 20A, 20B und 20C in einer bevorzugten Ausführungsform verwenden zu können.
Jede Ausführungsform kann so konfiguriert sein, dass der Motor 28, 68 oder 80 oder die Batterie 50 an einem Drehteil vorgesehen ist und dass das Teil, an dem entweder die Batterie 50 oder der Motor 28, 68 oder 80 vorgesehen ist, relativ zu dem Teil rotiert, an dem das andere der Batterie 50 oder des Motors 28, 68 oder 80 vorgesehen ist. Die Batterie 50 ist beispielsweise in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel an dem Rahmen 12 vorgesehen, und die Batterie 50 ist beispielsweise in dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel an der Kurbelachse 34 vorgesehen. In diesem Fall umfassen die Getriebesysteme 20, 20A, 20B und 20C beispielsweise jeweils eine Energieversorgungseinheit 94, wie in 23 gezeigt. Die Energieversorgungseinheit 94 umfasst einen ersten Energieversorgungsabschnitt 96 und einen zweiten Energieversorgungsabschnitt 98, der relativ zu dem ersten Energieversorgungsabschnitt 96 gedreht ist. Der erste Energieversorgungsabschnitt 96 versorgt den zweiten Energieversorgungsabschnitt 98 mit der elektrischen Energie aus der Batterie 50. Der zweite Energieversorgungsabschnitt 98 versorgt den entsprechenden der Motoren 28, 68 und 80 mit der elektrischen Energie aus dem ersten Energieversorgungsabschnitt 96. Die Energieversorgungseinheit 94 umfasst zum Beispiel einen Schleifring. In diesem Fall umfassen die Getriebesysteme 20, 20A, 20B und 20C jeweils mindestens die Kurbelachse 34, die Kurbelarme 22 bzw. 62, das mindestens eine vordere Kettenrad 24 bzw. 64, den vorderen Kupplungsmechanismus 26 bzw. 66, den Motor 28, 68 bzw. 80 und die Energieversorgungseinheit 94, so dass die Getriebesysteme 20, 20A, 20B und 20C in einer bevorzugten Weise eingesetzt werden können.
Wie in 24 gezeigt, kann in dem vierten Ausführungsbeispiel das mit der Abtriebswelle 80A des Motors 80 gekoppelte Drehkraftübertragungselement 84 auf der Drehachse 12F angeordnet sein. In diesem Fall umfasst das Getriebesystem 20C zumindest den Rahmen 12 einschließlich des ersten Rahmenteils 12B und des zweiten Rahmenteils 12C, die Kurbelarme 62, das mindestens eine vordere Kettenrad 64, den vorderen Kupplungsmechanismus 66, den Motor 80 und die Energieversorgungseinheit 94. Dadurch kann das Getriebesystem 20C in einer bevorzugten Weise verwendet werden.
Der vordere Kupplungsmechanismus 26 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann eine Rollenkupplung oder eine Freilaufkupplung umfassen.
Die Getriebesysteme 20, 20A, 20B und 20C können jeweils eine Nabe für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug umfassen, die mindestens ein hinteres Ritzel 32 mit Ritzelzähnen, die mit der Kette 30 in Eingriff stehen, einen Ritzelbefestigungsabschnitt, an dem das mindestens eine hintere Ritzel 32 befestigt ist, einen Nabenkörper, der einstückig mit einer Felge des menschlich angetriebenen Fahrzeugs gedreht wird, und einen hinteren Kupplungsmechanismus umfasst, der es ermöglicht, das mindestens eine hintere Ritzel 32 integral mit oder relativ zu dem Nabenkörper zu drehen. Vorzugsweise umfasst die Nabe für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug einen Aktuator, der einen Zustand, in dem der Nabenkörper integral mit dem mindestens einen hinteren Ritzel gedreht wird, und einen Zustand, in dem der Nabenkörper relativ zu dem mindestens einen hinteren Ritzel gedreht wird, umschaltet.
Die Formulierung „mindestens eines von“, wie sie in dieser Offenbarung verwendet wird, bedeutet „eines oder mehrere“ einer gewünschten Auswahl. Zum Beispiel bedeutet die Formulierung „mindestens eines von“, wie sie in dieser Offenbarung verwendet wird, „nur eine einzige Auswahl“ oder „beide von zwei Auswahlmöglichkeiten“, wenn die Anzahl der Auswahlmöglichkeiten zwei beträgt. Ein weiteres Beispiel: Der Ausdruck „mindestens eines von“, wie er in dieser Offenlegung verwendet wird, bedeutet „nur eine einzige Auswahl“ oder „eine beliebige Kombination von gleich oder mehr als zwei Auswahlmöglichkeiten“, wenn die Anzahl der Auswahlmöglichkeiten gleich oder größer als drei ist.
Bezugszeichenliste

10: Menschlich angetriebenes Fahrzeug
12: Rahmen
12A: Halterungsabschnitt
12B: Erstes Rahmenteil
12C: Zweites Rahmenteil
12D: Sitzrohr
12E: Kettenstrebe
12F: Drehachse
12G: Zweiter Befestigungsteil
13A: Oberrohr
13B: Unterrohr
13C: Sitzstrebe
14: Rad
14A: Hinterrad
14B: Vorderrad
20, 20A, 20B, 20C: Antriebssystem
22, 62: Kurbelarm
22A: Motorsitz
22B: Aussparung
24, 64: Vorderes Kettenrad
24A, 64A: Kettenradzahn
26, 66: Vorderer Kupplungsmechanismus
26A: Erster Abschnitt
26B: Zweiter Abschnitt
26C: Schaltteil
26D: Einrückteil
26E: Vorspannteil
26F: Getriebeabschnitt
26G: Wälzkörper
26H: Erster Wälzkörper
26J: Zweiter Wälzkörper
27: Vorsprung
28, 68, 80: Motor
28A, 68A, 80A: Abtriebswelle
30: Kette
32: Hinteres Ritzel
34: Kurbelachse
36: Pedal
37A: Rechter Kurbelarm
37B: Linker Kurbelarm
38: Gehäuse
40, 78, 86: Drehzahlminderer
42: Trittfrequenzsensor
44: Drahtlose Kommunikationseinheit
44A: Drahtlose Einheit
46: Anzeigegerät
48: Leistungsmesser
50: Batterie
50A: Batterieteil
51: Ladeanschluss
52: Steuergerät
54: Steuerung
56: Speicher
58: Antriebsschaltung
60: Umwerfer
70: Basisteil
72: Beweglicher Abschnitt
74: Kettenführungsmechanismus
76: Rolle
76A: Spannrolle
76B: Führungsrolle
82, 88: Halterungsteil
82A: Abdeckteil
82B, 88A: Motoraufnahmeteil
82C: Feststehender Abschnitt
84: Drehkraftübertragungsteil
84A: Drehkraftübertragungszahn
88B: Erstes Klemmteil
88C: Zweites Klemmteil
88D, 88F: Befestigungsteil
88E: Halterungskörper
88G: Erster Befestigungsabschnitt
90: Drahtlose Energieempfangseinheit
92: Drahtlose Energieübertragungseinheit
94: Energieversorgungseinheit
96: Erster Energieversorgungsabschnitt
98: Zweiter Energieversorgungsabschnitt
A1: Abtriebswellenrichtung
A2: Axiale Richtung
B1: Erste Richtung
B2: Zweite Richtung
B3: Dritte Richtung
B4: Vierte Richtung
C1: Drehmittelachse
L1: Maximale Länge
L2: Durchmesser
L3: Maximale Länge
L11, L21, L31: Durchgehende Linie
L12, L22, L32: Unterbrochene Linie
M: Ringförmiger Magnet
S11 - S13: Schritt
S21 - S23: Schritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016165991 A [0002]

Claims

Ein Getriebesystem (20) für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug (10), wobei das Getriebesystem (20) umfasst: einen Kurbelarm (22); mindestens ein vorderes Kettenrad (24) mit Kettenradzähnen (24A), die mit einer menschlich angetriebenen Fahrzeugkette (30) in Eingriff stehen; einen vorderen Kupplungsmechanismus (26); und einen Motor (28), der eine Abtriebswelle (28A) aufweist und eine Rotationskraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad (24) ausübt, wobei der vordere Kupplungsmechanismus (26) es ermöglicht, dass das mindestens eine vordere Kettenrad (24) relativ zu dem Kurbelarm (22) drehbar ist, und der Kurbelarm (22) einen Motorsitz (22A) aufweist, auf dem der Motor (28) angeordnet ist.
Ein Getriebesystem (20) für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug (10), wobei das Getriebesystem (20) umfasst: einen Kurbelarm (22); mindestens ein vorderes Kettenrad (24) mit Kettenradzähnen (24A), die mit einer Kette (30) für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug in Eingriff stehen; einen vorderen Kupplungsmechanismus (26); und einen Motor (28), der eine Abtriebswelle (28A) aufweist und eine Rotationskraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad (24) ausübt, wobei der vordere Kupplungsmechanismus (26) es ermöglicht, dass das mindestens eine vordere Kettenrad (24) relativ zu dem Kurbelarm (22) drehbar ist, und der Motor (28) mit dem vorderen Kupplungsmechanismus (26) verbunden ist.
Das Getriebesystem (20) nach Anspruch 2, wobei: der vordere Kupplungsmechanismus (26) beinhaltet einen ersten Abschnitt (26A), der einstückig mit dem Kurbelarm (22) gedreht wird, einen zweiten Abschnitt (26B), der mit einem inneren Umfangsabschnitt des mindestens einen vorderen Kettenrads (24) gekoppelt ist, und ein Schaltelement (26C), das die Kraftübertragung zwischen dem ersten Abschnitt (26A) und dem zweiten Abschnitt (26B) umschaltet; und der Motor (28) mit dem ersten Abschnitt (26A) verbunden ist.
Das Getriebesystem (20) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Kurbelarm (22) einen Motorsitz (22A) aufweist, auf dem der Motor (28) angeordnet ist.
Das Getriebesystem (20) nach Anspruch 1 oder 4, ferner umfassend ein Gehäuse (38), in dem der Motor (28) angeordnet ist.
Das Getriebesystem (20) nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse (38) auf dem Motorsitz (22A) angeordnet ist.
Getriebesystem (20) nach Anspruch 5 oder 6, wobei in dem Gehäuse (38) mindestens eines von einem Drehzahlminderer (40), einem Trittfrequenzsensor (42), einer drahtlosen Kommunikationseinheit (44A) und einem Anzeigegerät (46) angeordnet ist.
Getriebesystem (20) für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug (10), wobei das Getriebesystem (20) umfasst: eine Kurbelachse (34), die einen Hohlraum aufweist; einen Kurbelarm (22), der integral mit der Kurbelachse (34) drehbar ist; mindestens ein vorderes Kettenrad (24) mit Kettenradzähnen (24A), die mit einer menschlich angetriebenen Fahrzeugkette (30) in Eingriff stehen; einen vorderen Kupplungsmechanismus (26); einen Motor (28), der eine Abtriebswelle (28A) aufweist und eine Rotationskraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad (24) ausübt; und eine Batterie (50), die dem Motor (28) elektrische Energie zuführt, wobei, der vordere Kupplungsmechanismus (26) es ermöglicht, dass das mindestens eine vordere Kettenrad (24) relativ zu dem Kurbelarm (22) drehbar ist, und die Batterie (50) in dem Hohlraum der Kurbelachse (34) angeordnet ist.
Das Getriebesystem (20) nach Anspruch 8, ferner umfassend: mindestens eine von einer drahtlosen Kommunikationseinheit (44), einem Trittfrequenzsensor (42), einem Anzeigegerät (46) und einem Leistungsmesser (48), wobei die Batterie (50) die drahtlose Kommunikationseinheit (44), den Trittfrequenzsensor (42), das Anzeigegerät (46) und/oder den Leistungsmesser (48) mit elektrischer Energie versorgt.
Das Getriebesystem (20) nach Anspruch 9, wobei die Batterie (50) jeden der drahtlosen Kommunikationseinheit (44), des Trittfrequenzsensors (42), des Anzeigegeräts (46) und des Leistungsmessers (48) mit elektrischer Energie versorgt.
Das Getriebesystem (20) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, ferner umfassend einen Ladeanschluss (51) zur Versorgung der Batterie (50) mit elektrischer Energie.
Das Getriebesystem (20) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Batterie (50) eine Vielzahl von Batterieelementen (50A) umfasst.
Ein Getriebesystem (20A) für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug (10), wobei das Getriebesystem (20A) umfasst: einen Kurbelarm (62), der an dem menschlich angetriebenen Fahrzeug (10) angebracht werden kann; mindestens ein vorderes Kettenrad (64) mit Kettenradzähnen (64A), die mit einer menschlich angetriebenen Fahrzeugkette (30) in Eingriff stehen; einen vorderen Kupplungsmechanismus (66), der es ermöglicht, dass das mindestens eine vordere Kettenrad (64) einstückig mit oder relativ zu dem Kurbelarm (62) drehbar ist; einen Motor (68), der eine Abtriebswelle (68A) aufweist und eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad (64) ausübt; ein Basisteil (70); einen beweglichen Abschnitt (72); und einen Kettenführungsmechanismus (74), der schwenkbar an dem beweglichen Abschnitt (72) angebracht ist, wobei der Kettenführungsmechanismus (74) mindestens eine Rolle (76) aufweist, die mit der Abtriebswelle (68A) des Motors (68) gekoppelt ist, und der Motor (68) über die mindestens eine Rolle (76) eine Rotationskraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad (64) ausübt.
Das Getriebesystem (20A) nach Anspruch 13, wobei der Motor (68) über die mindestens eine Rolle (76) und die Kette (30) des vom menschlichen Körper angetriebenen Fahrzeugs eine Rotationskraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad (64) ausübt.
Das Getriebesystem (20A) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die mindestens eine Rolle (76) eine Spannrolle (76A) und eine Führungsrolle (76B) umfasst.
Das Getriebesystem (20A) nach Anspruch 15, wobei die Abtriebswelle (68A) des Motors (68) mit der Führungsrolle (76B) und nicht mit der Spannrolle (76A) gekoppelt ist.
Das Getriebesystem (20A) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, ferner umfassend: mindestens eine von einer drahtlosen Kommunikationseinheit (44), einem Trittfrequenzsensor (42), einem Anzeigegerät (46), und einem Leistungsmesser (48).
Getriebesystem (20B) für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug (10), wobei das Getriebesystem (20B) umfasst: einen Motor (80), der eine Abtriebswelle (80A) aufweist und eine Drehkraft auf mindestens ein vorderes Kettenrad (64) ausübt; ein Halterungsteil (82), das einen Abdeckteil (82A) aufweist, das mit den Kettenradzähnen (64A) des mindestens einen vorderen Kettenrads (64) in einer radialen Richtung in Bezug auf eine Drehmittelachse (C1) des mindestens einen vorderen Kettenrads (64) überlappt; und ein Drehkraftübertragungsteil (84), das mit der Abtriebswelle (80A) des Motors (80) gekoppelt ist, wobei das Halterungsteil (82) ein Motoraufnahmeteil (82B) enthält, das den Motor (80) aufnimmt.
Das Getriebesystem (20B) nach Anspruch 18, wobei das Halterungsteil (82) einen festen Abschnitt (82C) aufweist, der an einem Halterungsabschnitt (12A) eines Rahmens (12) eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs befestigbar ist.
Das Getriebesystem (20B) nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Drehkraftübertragungsteil (84) die Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad (64) unter Umgehung einer menschlich angetriebenen Fahrzeugkette (30) überträgt.
Das Getriebesystem (20B) nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Drehkraftübertragungsteil (84) die Drehkraft über eine menschlich angetriebene Fahrzeugkette (30) auf das mindestens eine vordere Kettenrad (64) überträgt.
Das Getriebesystem (20B) nach einem der Ansprüche 18 bis 21, ferner umfassend: mindestens eine von einer drahtlosen Kommunikationseinheit (44), einem Trittfrequenzsensor (42), einem Anzeigegerät (46), und einem Leistungsmesser (48).
Ein Getriebesystem (20C) für ein von Menschen angetriebenes Fahrzeug (10), wobei das Getriebesystem (20C) umfasst: ein Halterungsteil (88), das an mindestens einem von einem Sitzrohr (12D), einer Sitzstrebe (13C) und einer Kettenstrebe (12E) des vom Menschen angetriebenen Fahrzeugs (10) angebracht ist; einen Motor (80), der eine Abtriebswelle (80A) aufweist und eine Drehkraft auf mindestens ein vorderes Kettenrad (64) ausübt; und ein Drehkraftübertragungsteil (84), das mit der Abtriebswelle (80A) des Motors (80) gekoppelt ist, wobei das Halterungsteil (88) einen Motoraufnahmeabschnitt (88A) enthält, der den Motor (80) aufnimmt.
Das Getriebesystem (20C) nach Anspruch 23, wobei: das Halterungsteil (88) an dem Sitzrohr (12D) angebracht ist; und das Halterungsteil (88) ein erstes Klemmteil (88B), ein zweites Klemmteil (88C), das schwenkbar an dem ersten Klemmteil (88B) angebracht ist, und ein Befestigungsteil (88D) aufweist, das das erste Klemmteil (88B) und das zweite Klemmteil (88C) in einem Zustand fixiert, in dem das Sitzrohr (12D) des menschlich angetriebenen Fahrzeugs (10) zwischen dem ersten Klemmteil (88B) und dem zweiten Klemmteil (88C) eingeschlossen ist.
Das Getriebesystem (20C) nach Anspruch 24, wobei: das Halterungsteil (88) an dem Sitzrohr (12D) angebracht ist; und das Halterungsteil (88) einen Halterungskörper (88E), der einen ersten Befestigungsabschnitt (88G) aufweist, und ein Befestigungsteil (88F) umfasst; und das Befestigungsteil (88F) durch den ersten Befestigungsabschnitt (88G) des Halterungskörpers (88E) eingeführt und an einem zweiten Befestigungsabschnitt (12G) befestigt ist, der an dem Sitzrohr (12D) ausgebildet ist.
Ein Getriebesystem (20, 20A, 20B, 20C) für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug (10), wobei das Getriebesystem (20, 20A, 20B, 20C) umfasst: eine Kurbelachse (34); einen Kurbelarm (22, 62), der einstückig mit der Kurbelachse (34) drehbar ist; mindestens ein vorderes Kettenrad (24, 64) mit Kettenradzähnen (24A, 64A), die mit einer menschlich angetriebenen Fahrzeugkette (30) in Eingriff stehen; einen vorderen Kupplungsmechanismus (26, 66); einen Motor (28, 68, 80), der eine Abtriebswelle (28A, 68A, 80A) aufweist und eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad (24, 64) ausübt; und eine drahtlose Energieempfangseinheit (90), die elektrische Energie von einer Batterie (50) über eine drahtlose Verbindung empfängt und die elektrische Energie an den Motor (28, 68, 80) liefert, wobei der vordere Kupplungsmechanismus (26, 66) es ermöglicht, dass das mindestens eine vordere Kettenrad (24, 64) relativ zu dem Kurbelarm (22, 62) drehbar ist.
Ein Getriebesystem (20, 20A, 20B, 20C) für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug (10), wobei das Getriebesystem (20, 20A, 20B, 20C) umfasst: eine Kurbelachse (34); einen Kurbelarm (22, 62), der einstückig mit der Kurbelachse (34) drehbar ist; mindestens ein vorderes Kettenrad (24, 64) mit Kettenradzähnen (24A, 64A), die mit einer menschlich angetriebenen Fahrzeugkette (30) in Eingriff stehen; einen vorderen Kupplungsmechanismus (26, 66); einen Motor (28, 68, 80), der eine Abtriebswelle (28A, 68A, 80A) aufweist und eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad (24, 64) ausübt; und eine Energieversorgungseinheit (94) mit einem ersten Energieversorgungsabschnitt (96) und einem zweiten Energieversorgungsabschnitt (98), der relativ zu dem ersten Energieversorgungsabschnitt (96) gedreht wird, wobei der vordere Kupplungsmechanismus (26, 66) es ermöglicht, dass das mindestens eine vordere Kettenrad (24, 64) relativ zu dem Kurbelarm (22, 62) drehbar ist, der erste Energieversorgungsabschnitt (96) den zweiten Energieversorgungsabschnitt (98) mit elektrischer Energie von einer Batterie (50) des menschlich angetriebenen Fahrzeugs (10) versorgt, und der zweite Energieversorgungsabschnitt (98) den Motor (28, 68, 80) mit elektrischer Energie von dem ersten Energieversorgungsabschnitt (96) versorgt.
Ein Getriebesystem (20C) für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug (10), wobei das Getriebesystem (20C) umfasst: einen Rahmen (12) eines menschlich angetriebenen Fahrzeugs mit einem ersten Rahmenteil (12B) und einem zweiten Rahmenteil (12C); einen Kurbelarm (62); mindestens ein vorderes Kettenrad (64) mit Kettenradzähnen (64A), die mit einer menschlich angetriebenen Fahrzeugkette (30) in Eingriff stehen; einen vorderen Kupplungsmechanismus (66); und einen Motor (80), der eine Abtriebswelle (80A) aufweist und eine Drehkraft auf das mindestens eine vordere Kettenrad (64) ausübt, wobei der vordere Kupplungsmechanismus (66) es ermöglicht, dass das mindestens eine vordere Kettenrad (64) relativ zu dem Kurbelarm (62) drehbar ist, das erste Rahmenteil (12B) an dem zweiten Rahmenteil (12C) schwenkbar um eine Drehachse (12F) befestigt ist, und ein mit der Abtriebswelle (80A) des Motors (80) gekoppeltes Drehkraftübertragungsteil (84) an der Drehachse (12F) angeordnet ist.
Das Getriebesystem (20, 20A, 20B, 20C) nach einem der Ansprüche 1 bis 28, wobei die Abtriebswelle (28A, 68A, 80A) des Motors (28, 68, 80) sich in einer Abtriebswellenrichtung (A1) erstreckt, und die Abtriebswellenrichtung (A1) parallel zu einer axialen Richtung (A2) bezogen auf eine Drehmittelachse (C1) des mindestens einen vorderen Kettenrads (24, 64) ist.
Das Getriebesystem (20, 20A, 20B, 20C) nach einem der Ansprüche 1 bis 28, wobei die Abtriebswelle (28A, 68A, 80A) des Motors (28, 68, 80) sich in einer Abtriebswellenrichtung (A1) erstreckt, und die Abtriebswellenrichtung (A1) sich nicht parallel zu einer axialen Richtung (A2) erstreckt, die sich auf eine Drehmittelachse (C1) des mindestens einen vorderen Kettenrads (24, 64) bezieht.
Das Getriebesystem (20, 20A, 20B, 20C) nach einem der Ansprüche 1 bis 28, wobei die Abtriebswelle (28A, 68A, 80A) des Motors (28, 68, 80) sich in einer Abtriebswellenrichtung (A1) erstreckt, und der Motor (28, 68, 80) eine maximale Länge (L1) in der Abtriebswellenrichtung (A1) aufweist, die kleiner ist als ein Durchmesser (L2) des mindestens einen vorderen Kettenrads (24, 64).
Das Getriebesystem (20, 20A, 20B, 20C) nach einem der Ansprüche 1 bis 31, wobei der Motor (28, 68, 80) so konfiguriert ist, dass er keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug (10) ausübt.
Das Getriebesystem (20, 20A, 20B, 20C) nach Anspruch 32, wobei der Motor (28, 68, 80) das mindestens eine vordere Kettenrad (24, 64) mit einer Drehzahl dreht, die keine Antriebskraft auf das menschlich angetriebene Fahrzeug (10) ausübt.
Getriebesystem (20A) für ein menschlich angetriebenes Fahrzeug (10), wobei das Getriebesystem (20A) umfasst: ein Basisteil (70); einen beweglichen Abschnitt (72); einen Kettenführungsmechanismus (74), der schwenkbar an dem beweglichen Abschnitt (72) angebracht ist; und einen Motor (68) mit einer Abtriebswelle (68A), wobei der Kettenführungsmechanismus (74) mindestens eine Rolle (76) aufweist, die mit der Abtriebswelle (68A) des Motors (68) gekoppelt ist, und die mindestens eine Rolle (76) eine menschlich angetriebene Fahrzeugkette (30) mit dem Motor (68) antreibt.