JP2021105442A5

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Publication number: JP2021105442A5
Application number: JP2019238271A
Authority: JP
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2022-12-20
Anticipated expiration: 2039-12-27

Description

本開示の第１０側面に従う第１１側面のクラッチ機構において、前記第１規制部は、前記第２回転体に設けられる少なくとも１つの第３当接部と、前記第３回転体に設けられる少なくとも１つの第４当接部と、を含む。
第１１側面のクラッチ機構によれば、少なくとも１つの第３当接部と少なくとも１つの第４当接部とが当接することによって第２回転体と第３回転体との間において回転力が好適に伝達される。 In the clutch mechanism of the eleventh aspect according to the tenth aspect of the present disclosure, the first restricting portion includes at least one third contact portion provided on the second rotating body and at least one contact portion provided on the third rotating body. and four fourth abutment portions.
According to the clutch mechanism of the eleventh side surface, the contact between the at least one third contact portion and the at least one fourth contact portion causes a favorable rotational force between the second rotating body and the third rotating body. is transmitted to

本開示の第１８側面に従うクラッチシステムは、人力駆動車用のクラッチシステムであって、第１から第１７側面のいずれか１つに記載のクラッチ機構と、第３回転方向および前記第３回転方向とは反対の第４回転方向に回転可能な出力部を有するモータと、前記モータを制御するように構成される制御部と、を備え、前記制御部が前記出力部を前記第３回転方向に回転するように前記モータを制御することによって、前記第１回転体が前記第１回転方向に回転し、前記第２回転体と前記第３回転体とが接続されて、前記モータの回転力が前記第３回転体に伝達され、前記制御部が前記出力部を前記第４回転方向に回転するように前記モータを制御することによって、前記第１回転体が前記第２回転方向に回転して、前記第２回転体と前記第３回転体とが接続されるように構成される。
第１８側面のクラッチシステムによれば、モータを制御することによって、クラッチ機構によって伝達される動力を用いて伝達状態を切り替えできる。 A clutch system according to an eighteenth aspect of the present disclosure is a clutch system for a human powered vehicle, comprising: a clutch mechanism according to any one of the first through seventeenth aspects; a motor having an output portion rotatable in a fourth direction of rotation opposite to the direction of rotation; and a control portion configured to control the motor, wherein the control portion rotates the output portion in the third direction of rotation. By controlling the motor to rotate, the first rotating body rotates in the first rotating direction, the second rotating body and the third rotating body are connected, and the rotational force of the motor is The first rotating body is rotated in the second rotating direction by controlling the motor so that the control section rotates the output section in the fourth rotating direction by transmitting the power to the third rotating body. , the second rotating body and the third rotating body are connected.
According to the clutch system of the eighteenth aspect, by controlling the motor, the power transmitted by the clutch mechanism can be used to switch the transmission state.

実施形態の人力駆動車用のクラッチ機構を含む人力駆動車のハブを含む人力駆動車の一部を示す図。1 shows a portion of a manpowered vehicle including a hub of the manpowered vehicle that includes a clutch mechanism for the manpowered vehicle of an embodiment; FIG. 図１の人力駆動車用のクラッチ機構の斜視図。2 is a perspective view of a clutch mechanism for the human powered vehicle of FIG. 1; FIG. 非伝達状態において、図２のＤ２－Ｄ２線に沿う断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line D2-D2 in FIG. 2 in a non-transmitting state; 第１伝達状態または第２伝達状態において、図２のＤ２－Ｄ２線に沿う断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line D2-D2 in FIG. 2 in the first transmission state or the second transmission state; 図２のクラッチ機構の分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of the clutch mechanism of FIG. 2; 図２の第１回転体を第２方向の下流側から見た斜視図。The perspective view which looked at the 1st rotary body of FIG. 2 from the downstream of the 2nd direction. 図３の第２回転体を第１方向の下流側から見た斜視図。The perspective view which looked at the 2nd rotary body of FIG. 3 from the downstream of the 1st direction. 図３の第２回転体を第２方向の下流側から見た斜視図。The perspective view which looked at the 2nd rotary body of FIG. 3 from the downstream of the 2nd direction. 図２の第３回転体を第１方向の下流側から見た斜視図。The perspective view which looked at the 3rd rotary body of FIG. 2 from the downstream of the 1st direction. 実施形態の人力駆動車用のクラッチシステムを含む人力駆動車の電気的な構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing an electrical configuration of a human-powered vehicle including a clutch system for a human-powered vehicle according to an embodiment; FIG. 図１０の制御部によって実行され、クラッチ機構の伝達状態を切り替える処理のフローチャート。FIG. 11 is a flow chart of processing that is executed by the control unit in FIG. 10 to switch the transmission state of the clutch mechanism; FIG. 図２のクラッチ機構の動力の伝達状態を切り替える場合の各回転体を示す第１模式図。FIG. 3 is a first schematic diagram showing each rotor when switching the power transmission state of the clutch mechanism of FIG. 2 ; 図２のクラッチ機構の動力の伝達状態を切り替える場合の各回転体を示す第２模式図。FIG. 3 is a second schematic diagram showing each rotor when switching the power transmission state of the clutch mechanism of FIG. 2 ; 図２のクラッチ機構の動力の伝達状態を切り替える場合の各回転体を示す第３模式図。FIG. 3 is a third schematic diagram showing each rotor when switching the power transmission state of the clutch mechanism of FIG. 2 ; 図２のクラッチ機構の動力の伝達状態を切り替える場合の各回転体を示す第４模式図。FIG. 4 is a fourth schematic diagram showing each rotor when switching the power transmission state of the clutch mechanism of FIG. 2 ; 図２のクラッチ機構の動力の伝達状態を切り替える場合の各回転体を示す第５模式図。FIG. 5 is a fifth schematic diagram showing each rotor when switching the power transmission state of the clutch mechanism of FIG. 2 ;

好ましくは、クラッチ機構３０は、ハウジング１２Ａの内部空間に設けられる。本実施形態では、クラッチ機構３０は、ハブ体７０Ｂの内部空間に設けられる。クラッチ機構３０は、第１回転体３２と、第２回転体３４と、を備える。第１回転体３２は、予め定める軸線Ｃ１まわりに回転可能である。第２回転体３４は、予め定める軸線Ｃ１まわりに回転可能である。クラッチ機構３０は、第１回転体３２と、第２回転体３４と、第３回転体３６と、を備える。第３回転体３６は、予め定める軸線Ｃ１まわりに回転可能である。本実施形態では、第１回転体３２はモータ１２の出力部１２Ｃに接続され、第３回転体３６はハブ体７０Ｂに接続される。第１回転体３２と、モータ１２の出力部１２Ｃとは、第１回転体３２の両回転方向への回転力が第１回転体３２に伝達されるように接続され、モータ１２の出力部１２Ｃの両回転方向への回転力が第１回転体３２に伝達されるように接続される。第３回転体３６と、ハブ体７０Ｂとは、第３回転体３６の両回転方向への回転力がハブ体７０Ｂに伝達され、ハブ体７０Ｂの両回転方向への回転力が第３回転体３６に伝達されるように接続される。第１回転体３２とモータ１２の出力部１２Ｃとは、直接的に接続されていてもよく、第１減速機を介して間接的に接続されていてもよい。ドライブユニット１２Ｂは、第１減速機をさらに含んでいてもよい。第１減速機の入力部は、例えば、モータ１２の出力部１２Ｃに連結され、第１減速機の出力部は第１回転体３２に接続される。第３回転体３６とハブ体７０Ｂとは、直接的に接続されていてもよく、第２減速機または増速機を介して間接的に接続されていてもよい。第２減速機の入力部または増速機の入力部は、例えば、第３回転体３６に連結され、第２減速機の出力部または増速機の出力部はハブ体７０Ｂに接続される。第１減速機、第２減速機および増速機は、少なくとも１対の歯車を含んでいてもよく、少なくとも一対のプーリとベルトとを含んでいてもよく、少なくとも一対のスプロケットとチェーンとを含んでいてもよい。第１減速機、第２減速機および増速機の少なくとも１つは、遊星歯車機構を含んでいてもよい。第１回転体３２は、第１減速機の一部を構成してもよい。第３回転体３６は、第２減速機の一部、または、増速機の一部を構成してもよい。第１回転体３２は、単一部材としてモータ１２の出力軸と一体に形成されてもよい。第３回転体３６は、単一部材としてハブ体７０Ｂと一体に形成されてもよい。 Preferably, the clutch mechanism 30 is provided in the interior space of the housing 12A. In this embodiment, the clutch mechanism 30 is provided in the internal space of the hub body 70B. The clutch mechanism 30 includes a first rotor 32 and a second rotor 34 . The first rotor 32 is rotatable around a predetermined axis C1. The second rotor 34 is rotatable around a predetermined axis C1. The clutch mechanism 30 includes a first rotating body 32 , a second rotating body 34 and a third rotating body 36 . The third rotor 36 is rotatable around a predetermined axis C1. In this embodiment, the first rotating body 32 is connected to the output portion 12C of the motor 12, and the third rotating body 36 is connected to the hub body 70B. The first rotating body 32 and the output section 12C of the motor 12 are connected so that the rotational force of the first rotating body 32 in both rotation directions is transmitted to the first rotating body 32, and the output section 12C of the motor 12 is connected. are connected so that rotational forces in both rotational directions are transmitted to the first rotor 32 . The third rotating body 36 and the hub body 70B transmit the rotating force of the third rotating body 36 in both rotating directions to the hub body 70B, and transmit the rotating force of the hub body 70B in both rotating directions to the third rotating body. 36 in communication. The first rotor 32 and the output portion 12C of the motor 12 may be directly connected or indirectly connected via a first reduction gear. The drive unit 12B may further include a first speed reducer. The input portion of the first reduction gear is connected to, for example, the output portion 12C of the motor 12, and the output portion of the first reduction gear is connected to the first rotating body 32. The third rotating body 36 and the hub body 70B may be directly connected or indirectly connected via a second speed reducer or a speed increaser. The input portion of the second reduction gear or the input portion of the speed increaser is connected to, for example, the third rotating body 36, and the output portion of the second reduction gear or the output portion of the speed increaser is connected to the hub body 70B. . The first reducer, the second reducer, and the speed increaser may include at least one pair of gears, may include at least one pair of pulleys and a belt, and may include at least one pair of sprockets and a chain. You can stay. At least one of the first speed reducer, the second speed reducer, and the speed increaser may include a planetary gear mechanism. The first rotor 32 may form part of the first speed reducer. The third rotating body 36 may constitute part of the second speed reducer or part of the speed increaser. The first rotating body 32 may be formed integrally with the output shaft of the motor 12 as a single member. The third rotating body 36 may be formed integrally with the hub body 70B as a single member.

好ましくは、クラッチ機構３０は、軸部材３８をさらに含む。好ましくは、軸部材３８は、軸部材３８の中心軸心が、ハブ軸７０Ｃの中心軸心に平行になるようにハブ体７０Ｂの内部空間に配置される。本実施形態では、軸部材３８の中心軸心は、ハブ軸７０Ｃの中心軸心と等しい。本実施形態では、軸部材３８は、単一部材として、ハブ軸７０Ｃと一体に形成される。軸部材３８は、実質的に円柱形状または円筒形を有する。第１回転体３２、第２回転体３４および第３回転体３６は、予め定める軸線Ｃ１が貫通し、かつ、軸部材３８が配置される貫通孔３２Ａ，３４Ａ，３６Ａをそれぞれ有する。予め定める軸線Ｃ１は、軸部材３８の中心軸心と等しい。好ましくは、第１回転体３２、第２回転体３４および第３回転体３６は、軸部材３８に対して回転可能に、軸部材３８に直接または間接的に支持される。好ましくは、第１回転体３２および第３回転体３６は、それぞれ軸部材３８にベアリング４０，４２を介して支持される。第１回転体３２を支持するベアリング４０は、玉軸受であってもよく、ころ軸受であってもよく、すべり軸受であってもよい。第３回転体３６を支持するベアリング４２は、玉軸受であってもよく、ころ軸受であってもよく、すべり軸受であってもよい。 Preferably, clutch mechanism 30 further includes shaft member 38 . Preferably, the shaft member 38 is arranged in the inner space of the hub body 70B so that the central axis of the shaft member 38 is parallel to the central axis of the hub axle 70C. In this embodiment, the central axis of the shaft member 38 is the same as the central axis of the hub axle 70C. In this embodiment, the shaft member 38 is formed integrally with the hub axle 70C as a single member. Shaft member 38 has a substantially cylindrical or cylindrical shape. The first rotating body 32, the second rotating body 34, and the third rotating body 36 have through holes 32A, 34A, and 36A, respectively, through which the predetermined axis C1 passes and in which the shaft member 38 is arranged. The predetermined axis C<b>1 is equal to the center axis of the shaft member 38 . Preferably, the first rotating body 32 , the second rotating body 34 and the third rotating body 36 are directly or indirectly supported by the shaft member 38 so as to be rotatable with respect to the shaft member 38 . Preferably, the first rotating body 32 and the third rotating body 36 are supported by the shaft member 38 via bearings 40 and 42, respectively. The bearing 40 that supports the first rotor 32 may be a ball bearing, a roller bearing, or a slide bearing. The bearing 42 that supports the third rotor 36 may be a ball bearing, a roller bearing, or a slide bearing.

第１回転体３２は、予め定める軸線Ｃ１に平行な方向Ｘにおいて第１端部３２Ｘと、第２端部３２Ｙとを有する。第１回転体３２は、貫通孔３２Ａを定義する第１部分３２Ｂおよび第２部分３２Ｃを有する。第１部分３２Ｂは、第１回転体３２のうちの第１端部３２Ｘ側に設けられる。第２部分３２Ｃは、第１回転体３２のうちの第２端部３２Ｙ側に設けられる。第１部分３２Ｂと第２部分３２Ｃとは、予め定める軸線Ｃ１に平行な方向Ｘにおいて隣り合う。第１部分３２Ｂの内周面は、実質的に円筒形に形成される。第２部分３２Ｃの内周面は、実質的に円筒形に形成される。好ましくは、第１部分３２Ｂの内径は、第２部分３２Ｃの内径よりも小さい。第１部分３２Ｂの内径は、第２部分３２Ｃの内径以上であってもよい。第１部分３２Ｂの内周部と第２部分３２Ｃの内周部との間に、第１段差部３２Ｄが形成される。第１段差部３２Ｄは、予め定める軸線Ｃ１に関して径方向に延びる。ベアリング４０は、第２部分３２Ｃに囲まれる空間に配置される。ベアリング４０は、第１段差部３２Ｄに隣接して配置され、第１段差部３２Ｄよって第１方向Ｘ１への移動が規制される。例えば、ベアリング４０が、内輪体、外輪体および内輪体と外輪体との間に配置される転動体とを含む場合、外輪体が、第２部分３２Ｃおよび第１段差部３２Ｄに接触し、内輪体が軸部材３８に接触する。ベアリング４０がすべり軸受の場合、ベアリング４０は、第２部分３２Ｃに囲まれる空間ではなく、第１部分３２Ｂの内周部と軸部材３８との間に配置されてもよい。 The first rotor 32 has a first end 32X and a second end 32Y in the direction X parallel to the predetermined axis C1. The first rotating body 32 has a first portion 32B and a second portion 32C that define a through hole 32A. The first portion 32B is provided on the first end portion 32X side of the first rotor 32 . The second portion 32C is provided on the second end portion 32Y side of the first rotor 32 . The first portion 32B and the second portion 32C are adjacent to each other in the direction X parallel to the predetermined axis C1. The inner peripheral surface of the first portion 32B is formed substantially cylindrical. The inner peripheral surface of the second portion 32C is formed substantially cylindrical. Preferably, the inner diameter of the first portion 32B is smaller than the inner diameter of the second portion 32C. The inner diameter of the first portion 32B may be greater than or equal to the inner diameter of the second portion 32C. A first stepped portion 32D is formed between the inner peripheral portion of the first portion 32B and the inner peripheral portion of the second portion 32C. The first stepped portion 32D extends radially with respect to the predetermined axis C1. The bearing 40 is arranged in a space surrounded by the second portion 32C. The bearing 40 is arranged adjacent to the first stepped portion 32D, and is restricted from moving in the first direction X1 by the first stepped portion 32D. For example, when the bearing 40 includes an inner ring, an outer ring, and rolling elements arranged between the inner ring and the outer ring, the outer ring contacts the second portion 32C and the first stepped portion 32D. , the inner race contacts the shaft member 38 . If the bearing 40 is a slide bearing, the bearing 40 may be arranged between the inner peripheral portion of the first portion 32B and the shaft member 38 instead of the space surrounded by the second portion 32C.

好ましくは、第１部分３６Ｂに囲まれる空間に、第１回転体３２の第２部分３２Ｃの少なくとも一部と、第２回転体３４の第１部分３４Ｂの少なくとも一部とが配置される。第１部分３６Ｂは、第２回転体３４を予め定める軸線Ｃ１と平行な方向Ｘにガイドするように構成される。第１部分３６Ｂの内周面によって、第２回転体３４の第１部分３４Ｂがガイドされる。第３部分３６Ｄに囲まれる空間に、第２回転体３４の第２部分３４Ｃの少なくとも一部が配置されてもよい。 Preferably, at least a portion of the second portion 32C of the first rotating body 32 and at least a portion of the first portion 34B of the second rotating body 34 are arranged in the space surrounded by the first portion 36B. The first portion 36B is configured to guide the second rotating body 34 in the direction X parallel to the predetermined axis C1. The first portion 34B of the second rotor 34 is guided by the inner peripheral surface of the first portion 36B. At least part of the second portion 34C of the second rotor 34 may be arranged in the space surrounded by the third portion 36D.

ベアリング４２は、第４段差部３６Ｆに隣接して配置され、第４段差部３６Ｆよって第２方向Ｘ２への移動が規制される。第４段差部３６Ｆには、ベアリング４２の予め定める軸線Ｃ１まわりの外周部を支持する支持部３６Ｇが設けられる。支持部３６Ｇは、第４段差部３６Ｆから第１方向Ｘ１に突出する。支持部３６Ｇは、第２部分３６Ｃの内周部に形成されてもよい。ベアリング４２が、内輪体、外輪体および内輪体と外輪体との間に配置される転動体とを含む場合、外輪体が、支持部３６Ｇおよび第４段差部３６Ｆに接触し、内輪体が軸部材３８に接触する。 The bearing 42 is arranged adjacent to the fourth stepped portion 36F, and is restricted from moving in the second direction X2 by the fourth stepped portion 36F. The fourth stepped portion 36F is provided with a support portion 36G that supports the outer peripheral portion of the bearing 42 around the predetermined axis C1. The support portion 36G protrudes in the first direction X1 from the fourth stepped portion 36F. The support portion 36G may be formed on the inner peripheral portion of the second portion 36C. When the bearing 42 includes an inner ring, an outer ring, and rolling elements arranged between the inner ring and the outer ring, the outer ring contacts the support portion 36G and the fourth stepped portion 36F, and the inner ring contacts the shaft. contact member 38 ;

クランク回転センサ２４は、クランクの回転速度に応じた情報を検出するように構成される。クランク回転センサ２４は、例えば、人力駆動車のフレーム７２に設けられる。クランク回転センサ２４は、磁界の強度に応じた信号を出力する磁気センサを含んで構成される。周方向に磁界の強度が変化する環状の磁石が、クランク軸、クランク軸に連動して回転する部材、または、クランク軸から第２駆動回転体までの間の動力伝達経路に設けられる。第２駆動回転体は、スプロケット、プーリ、または、ベベルギアを形成する。クランク軸に連動して回転する部材は、モータ１２の出力軸を含んでもよい。クランク回転センサ２４は、クランク軸の回転速度に応じた信号を出力する。磁石は、クランク軸から第２駆動回転体までの人力駆動力の動力伝達経路において、クランク軸と一体に回転する部材に設けられてもよい。クランク軸と第２駆動回転体とは、相対回転しないように接続されてもよく、第１ワンウェイクラッチを介して接続されてもよい。例えば、磁石は、クランク軸と第２駆動回転体と相対回転しないように接続される場合、第２駆動回転体に設けられてもよい。クランク回転センサ２４は、磁気センサに代えて光学センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、またはトルクセンサなどを含んでいてもよい。クランク回転センサ２４は、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部１４に接続される。 The crank rotation sensor 24 is configured to detect information according to the rotation speed of the crank. The crank rotation sensor 24 is provided, for example, on the frame 72 of the manpowered vehicle. The crank rotation sensor 24 includes a magnetic sensor that outputs a signal corresponding to the strength of the magnetic field. An annular magnet whose magnetic field strength varies in the circumferential direction is provided on the crankshaft, a member that rotates in conjunction with the crankshaft, or a power transmission path between the crankshaft and the second drive rotor. The second drive wheel forms a sprocket, pulley or bevel gear. The member rotating in conjunction with the crankshaft may include the output shaft of the motor 12 . The crank rotation sensor 24 outputs a signal corresponding to the rotational speed of the crankshaft. The magnet may be provided on a member that rotates integrally with the crankshaft in a power transmission path for manpower driving force from the crankshaft to the second drive rotor. The crankshaft and the second drive rotor may be connected so as not to rotate relative to each other, or may be connected via a first one-way clutch. For example, the magnet may be provided on the second drive rotor if the crankshaft and the second drive rotor are connected in a non-rotating manner. The crank rotation sensor 24 may include an optical sensor, an acceleration sensor, a gyro sensor, a torque sensor, or the like instead of the magnetic sensor. The crank rotation sensor 24 is connected to the controller 14 via a wireless communication device or an electrical cable.

制御部１４は、ステップＳ１４において、モータ１２の出力部１２Ｃを第４回転方向Ｒ４に回転するようにモータ１２を制御し、処理を終了する。制御部１４が、モータ１２の出力部１２Ｃを第４回転方向Ｒ４に回転するようにモータ１２を制御することによって、例えば、クラッチ機構３０が第１伝達状態または非伝達状態の場合、クラッチ機構３０が第１伝達状態または非伝達状態から第２伝達状態に切り替えられる。制御部１４は、ステップＳ１４において、例えば、第２回転体と第３回転体とが接続されるために必要な回転量だけ、モータ１２の出力部１２Ｃを第４回転方向Ｒ４に回転するようにモータ１２を制御する。制御部１４は、ステップＳ１４において、例えば、モータ１２の出力部１２Ｃを第４回転方向Ｒ４に回転するようにモータ１２を制御した後、モータ１２に流れる電流を検出し、モータ１２に流れる電流に応じて、モータ１２の駆動を停止するように構成されてもよい。制御部１４は、ステップＳ１４において、例えば、第２回転体と第３回転体とが接続されるために必要な時間だけ、モータ１２の出力部１２Ｃを第４回転方向Ｒ４に回転するようにモータ１２を制御してもよい。 In step S14, the control unit 14 controls the motor 12 to rotate the output unit 12C of the motor 12 in the fourth rotation direction R4, and ends the process. When the control unit 14 controls the motor 12 to rotate the output unit 12C of the motor 12 in the fourth rotation direction R4, for example, when the clutch mechanism 30 is in the first transmission state or the non- transmission state, the clutch mechanism 30 is switched from the first transmitting state or the non-transmitting state to the second transmitting state. In step S14, the control unit 14 rotates the output unit 12C of the motor 12 in the fourth rotation direction R4 by the amount of rotation required for connecting the second rotating member and the third rotating member. It controls the motor 12 . In step S14, for example, after controlling the motor 12 to rotate the output portion 12C of the motor 12 in the fourth rotation direction R4, the control unit 14 detects the current flowing through the motor 12, and detects the current flowing through the motor 12. It may be configured to stop driving the motor 12 accordingly. In step S14, the control unit 14 causes the motor to rotate the output unit 12C of the motor 12 in the fourth rotation direction R4, for example, for the time required for connecting the second rotor and the third rotor. 12 may be controlled.