JP2024094149A - 人力駆動車用のドライブユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】人力駆動力を好適に伝達できる人力駆動車用のドライブユニットを提供する。【解決手段】ドライブユニットは、人力駆動車の車輪の車軸に設けられる人力駆動車用のドライブユニットであって、人力駆動力が入力されるように構成される増速機と、複数の変速ステージを有し、前記増速機を介して前記人力駆動力が入力されるように構成される変速機と、前記変速機を介して前記人力駆動力が入力されるように構成される減速機と、を備える。【選択図】図12
Description
本開示は、人力駆動車用のドライブユニットに関する。
例えば、特許文献1は、変速機を備えるドライブユニットの一例を開示する。
本開示の目的の1つは、人力駆動力を好適に伝達できる人力駆動車用のドライブユニットを提供することである。
本開示の第1側面に従うドライブユニットは、人力駆動車の車輪の車軸に設けられる人力駆動車用のドライブユニットであって、人力駆動力が入力されるように構成される増速機と、複数の変速ステージを有し、前記増速機を介して前記人力駆動力が入力されるように構成される変速機と、前記変速機を介して前記人力駆動力が入力されるように構成される減速機と、を備える。
第1側面のドライブユニットによれば、増速機から変速機に入力される人力駆動力のトルクは増速機によって減少するため、変速機は好適に変速できる。したがって、ドライブユニットは、人力駆動力を好適に伝達できる。第1側面のドライブユニットによれば、人力駆動力の伝達経路において、変速機の下流側に減速機が設けられるため、ライダの負荷の増加を抑制できる。第1側面のドライブユニットによれば、ドライブユニットは増速機および変速機を備えるため、人力駆動力の伝達経路のうちの増速機から変速機までの経路を短くできる。したがって、ドライブユニットは増速機から変速機までにおいて、人力駆動力を好適に伝達できる。
第1側面のドライブユニットによれば、増速機から変速機に入力される人力駆動力のトルクは増速機によって減少するため、変速機は好適に変速できる。したがって、ドライブユニットは、人力駆動力を好適に伝達できる。第1側面のドライブユニットによれば、人力駆動力の伝達経路において、変速機の下流側に減速機が設けられるため、ライダの負荷の増加を抑制できる。第1側面のドライブユニットによれば、ドライブユニットは増速機および変速機を備えるため、人力駆動力の伝達経路のうちの増速機から変速機までの経路を短くできる。したがって、ドライブユニットは増速機から変速機までにおいて、人力駆動力を好適に伝達できる。
本開示の第1側面に従う第2側面のドライブユニットにおいて、前記減速機の減速比は、0より大きく、かつ、0.8以下である。
第2側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
第2側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
本開示の第2側面に従う第3側面のドライブユニットにおいて、前記減速比は、0.1以上、かつ、0.5以下である。
第3側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
第3側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
本開示の第3側面に従う第4側面のドライブユニットにおいて、前記減速比は、0.15以上、かつ、0.3以下である。
第4側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
第4側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
本開示の第1から4側面のいずれか1つに従う第5側面のドライブユニットにおいて、前記増速機、前記変速機、および、前記減速機の少なくとも1つは、金属材料を含む。
第5側面のドライブユニットによれば、増速機、変速機、および、減速機の少なくとも1つの剛性を、金属材料によって確保できる。
第5側面のドライブユニットによれば、増速機、変速機、および、減速機の少なくとも1つの剛性を、金属材料によって確保できる。
本開示の第1から5側面のいずれか1つに従う第6側面のドライブユニットにおいて、前記増速機、前記変速機、および、前記減速機の少なくとも1つは、樹脂材料を含む。
第6側面のドライブユニットによれば、増速機、変速機、および、減速機の少なくとも1つを、樹脂材料によって容易に形成できる。
第6側面のドライブユニットによれば、増速機、変速機、および、減速機の少なくとも1つを、樹脂材料によって容易に形成できる。
本開示の第7側面に従うドライブユニットは、人力駆動車用のドライブユニットであって、人力駆動力が入力されるように構成される増速機と、複数の変速ステージを有し、前記増速機を介して前記人力駆動力が入力されるように構成される変速機と、を備え、前記増速機の増速比は、3以上、かつ、11以下である。
第7側面のドライブユニットによれば、増速機から変速機に入力される人力駆動力のトルクは増速機によって減少するため、変速機は好適に変速できる。したがって、ドライブユニットは、人力駆動力を好適に伝達できる。第7側面のドライブユニットによれば、増速比が3以上、かつ、11以下の増速機によってトルクを減少させた後の人力駆動力を変速機に入力できるため、変速機は好適に変速できる。第7側面のドライブユニットによれば、ドライブユニットは増速機および変速機を備えるため、人力駆動力の伝達経路のうちの増速機から変速機までの経路を短くできる。したがって、ドライブユニットは増速機から変速機までにおいて、人力駆動力を好適に伝達できる。
第7側面のドライブユニットによれば、増速機から変速機に入力される人力駆動力のトルクは増速機によって減少するため、変速機は好適に変速できる。したがって、ドライブユニットは、人力駆動力を好適に伝達できる。第7側面のドライブユニットによれば、増速比が3以上、かつ、11以下の増速機によってトルクを減少させた後の人力駆動力を変速機に入力できるため、変速機は好適に変速できる。第7側面のドライブユニットによれば、ドライブユニットは増速機および変速機を備えるため、人力駆動力の伝達経路のうちの増速機から変速機までの経路を短くできる。したがって、ドライブユニットは増速機から変速機までにおいて、人力駆動力を好適に伝達できる。
本開示の第7側面に従う第8側面のドライブユニットにおいて、前記増速機は、歯車、プーリ、および、無端環状部材の少なくとも1つを含む。
第8側面のドライブユニットによれば、歯車、プーリ、および、無端環状部材の少なくとも1つによって増速できる。
第8側面のドライブユニットによれば、歯車、プーリ、および、無端環状部材の少なくとも1つによって増速できる。
本開示の第1から8側面のいずれか1つに従う第9側面のドライブユニットにおいて、前記複数の変速ステージは、それぞれ変速比が異なり、前記変速機は、前記人力駆動力が入力されるように構成される変速入力部と、前記人力駆動力を出力するように構成される変速出力部と、を含み、前記変速比は、前記変速入力部の回転速度に対する前記変速出力部の回転速度の比率であり、前記複数の変速ステージの前記変速比のうち最小変速比に対する前記複数の変速ステージの前記変速比のうち最大変速比の比は、1.2以上、かつ、8以下である。
第9側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
第9側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
本開示の第9側面に従う第10側面のドライブユニットにおいて、前記最小変速比に対する前記最大変速比の比は、1.7以上、かつ、7以下である。
第10側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
第10側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
本開示の第10側面に従う第11側面のドライブユニットにおいて、前記最小変速比に対する前記最大変速比の比は、2.4以上、かつ、6以下である。
第11側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
第11側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
本開示の第1から11側面のいずれか1つに従う第12側面のドライブユニットにおいて、前記複数の変速ステージは、それぞれ変速比が異なり、前記変速機は、前記人力駆動力が入力されるように構成される変速入力部と、前記人力駆動力を出力するように構成される変速出力部と、を含み、前記変速比は、前記変速入力部の回転速度に対する前記変速出力部の回転速度の比率であり、前記複数の変速ステージは、前記変速比が第1比率である第1変速ステージと、前記変速比が第2比率である第2変速ステージと、を含み、前記第2比率は、前記複数の変速ステージの前記変速比のうち前記第1比率よりも大きく、かつ、前記第1比率に最も近く、前記第2比率に対する前記第1比率の比は、0.75以上、かつ、1未満である。
第12側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
第12側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
本開示の第12側面に従う第13側面のドライブユニットにおいて、前記第2比率に対する前記第1比率の比は、0.8以上、かつ、1未満である。
第13側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
第13側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
本開示の第13側面に従う第14側面のドライブユニットにおいて、前記第2比率に対する前記第1比率の比は、0.85以上、かつ、1未満である。
第14側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
第14側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
本開示の第15側面に従うドライブユニットは、人力駆動車用のドライブユニットであって、人力駆動力が入力されるように構成される増速機を備え、前記増速機は、前記人力駆動力が入力されるように構成される増速入力回転部と、前記人力駆動力を出力するように構成される増速出力回転部と、を含み、前記増速入力回転部は、増速入力回転軸心を有し、前記増速出力回転部は、前記増速入力回転軸心と同軸に配置される増速出力回転軸心を有し、前記増速機の増速比は、3以上、かつ、20以下である。
第15側面のドライブユニットによれば、人力駆動力の伝達経路において、増速機よりも下流側に伝達されるトルクを小さくできるため、増速機よりも下流側の人力駆動力の伝達経路に含まれる部材のバックラッシを小さくできる。したがって、ドライブユニットは、人力駆動力を好適に伝達できる。第15側面のドライブユニットによれば、増速比が、3以上、かつ、20以下の増速機によって増速できる。
第15側面のドライブユニットによれば、人力駆動力の伝達経路において、増速機よりも下流側に伝達されるトルクを小さくできるため、増速機よりも下流側の人力駆動力の伝達経路に含まれる部材のバックラッシを小さくできる。したがって、ドライブユニットは、人力駆動力を好適に伝達できる。第15側面のドライブユニットによれば、増速比が、3以上、かつ、20以下の増速機によって増速できる。
本開示の第7、8、および、15側面のいずれか1つに従う第16側面のドライブユニットにおいて、前記増速比は、5以上、かつ、18以下である。
第16側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
第16側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
本開示の第16側面に従う第17側面のドライブユニットにおいて、前記増速比は、7以上、かつ、16以下である。
第17側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
第17側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
本開示の第17側面に従う第18側面のドライブユニットにおいて、前記増速比は、9以上、かつ、14以下である。
第18側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
第18側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
本開示の第19側面に従うドライブユニットは、人力駆動車用のドライブユニットであって、人力駆動力が入力されるように構成される増速機を備え、前記増速機の増速比は、6以上、かつ、20以下である。
第19側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
第19側面のドライブユニットによれば、人力駆動力をさらに好適に伝達できる。
本開示の第7から19側面のいずれか1つに従う第20側面のドライブユニットにおいて、前記人力駆動車のクランク軸をさらに備える。
第20側面のドライブユニットによれば、クランク軸のまわりに増速機を設けることができる。
第20側面のドライブユニットによれば、クランク軸のまわりに増速機を設けることができる。
本開示の第1から19側面のいずれか1つに従う第21側面のドライブユニットにおいて、前記人力駆動車に推進力を付与するように構成されるモータをさらに備える。
第21側面のドライブユニットによれば、モータによって人力駆動車の推進をアシストできる。
第21側面のドライブユニットによれば、モータによって人力駆動車の推進をアシストできる。
本開示の人力駆動車のドライブユニットは、人力駆動力を好適に伝達できる。
<第1実施形態>
図1から図8を参照して、第1実施形態の人力駆動車用のドライブシステム20、および、人力駆動車用のドライブユニット50が説明される。
図1から図8を参照して、第1実施形態の人力駆動車用のドライブシステム20、および、人力駆動車用のドライブユニット50が説明される。
人力駆動車10は、少なくとも1つの車輪を有し、少なくとも人力駆動力によって駆動できる乗り物である。人力駆動車10は、例えばマウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、ハンドバイク、および、リカンベントなど種々の種類の自転車を含む。人力駆動車10が有する車輪の数は限定されない。人力駆動車10は、例えば1輪車および2輪以上の車輪を有する乗り物も含む。人力駆動車10は、人力駆動力のみによって駆動できる乗り物に限定されない。人力駆動車10は、人力駆動力だけではなく、電気モータの駆動力を推進に利用するE-bikeを含む。E-bikeは、電気モータによって推進が補助される電動アシスト自転車を含む。以下、実施形態において、人力駆動車10を自転車として説明する。
人力駆動車10は、車軸12および車輪14を含む。車軸12は、人力駆動車10のフレーム10Fに設けられる。車輪14は、人力駆動力によって、車軸12のまわりを回転するように、車軸12に設けられる。人力駆動車10は、人力駆動車10のフレーム10Fに対して回転可能なクランク軸16を含む。クランク軸16の軸方向の端部のそれぞれには、一対のクランクアーム16Aが設けられる。一対のクランクアーム16Aのそれぞれには、一対のペダル16Bが連結される。クランク軸16は、クランクアーム16Aおよびペダル16Bから人力駆動力が入力される。
ドライブシステム20は、例えば、人力駆動車10を走行させるためのシステムである。ドライブシステム20は、例えば、人力駆動車10の人力駆動力の伝達経路の少なくとも一部を含む。ドライブシステム20は、例えば、クランク軸16から車輪14までの人力駆動力の伝達経路を含む。ドライブシステム20は、例えば、人力駆動車用のドライブユニット50を有する。本実施形態のドライブユニット50は、クランク軸16まわりに配置される。ドライブユニット50は、車輪14の車軸12に設けられてもよい。
ドライブシステム20は、例えば、入力回転部22と、増速機24と、出力回転部26と、モータ28と、を備える。入力回転部22には、人力駆動力が入力されるように構成される。入力回転部22は、例えば、クランク軸16を含む。出力回転部26は、入力回転部22を介して、人力駆動力が入力され、人力駆動車10の車輪14に人力駆動力を出力するように構成される。出力回転部26は、例えば、車輪14に接続される。出力回転部26は、例えば、ハブシェル38を含む。
増速機24は、人力駆動力の伝達経路に設けられる。増速機24は、人力駆動力が入力されるように構成される。増速機24は、入力回転部22を介して、人力駆動力が入力されるように構成される。
ドライブシステム20は、例えば、変速機30をさらに備える。変速機30は、人力駆動力の伝達経路に設けられる。変速機30は、入力回転部22を介して人力駆動力が入力されるように構成される。変速機30は、例えば、人力駆動車10の変速比を変更するように構成される。変速比は、変速機30への入力回転速度に対する変速機30からの出力回転速度の比率である。変速比が大きいほど、出力回転速度が大きくなる。
本明細書において、速比Rは、対応する装置に入力される入力回転速度S1に対する出力回転速度S2の比率である。速比Rは、“R=S2/S1”の式によって表される。速比Rは、変速比、増速比、減速比、および、モータ減速比を含む。S1=S2の場合、変速比、増速比、減速比、および、モータ減速比は、1である。S1<S2の場合、変速比、増速比、および、減速比は、1よりも大きい。S1>S2の場合、変速比、増速比、減速比、および、モータ減速比は、1よりも小さい。本明細書において、増速比が大きくなるほど、増速度合いは大きくなる。本明細書において、減速比が大きくなるほど、減速度合いは小さくなる。本明細書において、モータ減速比が大きくなるほど、減速度合いは小さくなる。
ドライブシステム20は、例えば、減速機34をさらに備える。減速機34は、人力駆動力の伝達経路に設けられる。減速機34は、人力駆動力の伝達経路において、入力回転部22と出力回転部26との間に設けられる。
モータ28は、人力駆動車10に推進力を付与するように構成される。ドライブシステム20は、例えば、モータ28のモータ駆動力の伝達経路の少なくとも一部を含む。ドライブシステム20は、例えば、モータ28から車輪14までのモータ駆動力の伝達経路を含む。モータ駆動力の伝達経路は、例えば、人力駆動力の伝達経路と合流する。モータ駆動力の伝達経路と人力駆動力の伝達経路とが合流した後の伝達経路は、人力駆動力の伝達経路、および、モータ駆動力の伝達経路の両方を含む。
ドライブシステム20は、例えば、ハウジング36をさらに備える。ハウジング36には、例えば、ドライブシステム20に含まれる動力伝達部材の少なくとも一部が設けられる。ハウジング36は、例えば、ドライブユニット50のハウジングである。
ドライブシステム20は、例えば、ハブシェル38を備える。ハブシェル38は、ハウジング36とは別体である。ドライブユニット50が車輪14の車軸12に設けられる場合、ハブシェル38は、ハウジング36と一体であってもよい。ドライブシステム20は、例えば、リアハブ46を備える。本実施形態のハブシェル38は、リアハブ46のハブシェル38である。
ドライブシステム20は、例えば、駆動入力回転部40と、駆動出力回転部42と、無端環状部材44と、を備える。駆動入力回転部40には、人力駆動力が入力されるように構成される。駆動出力回転部42は、人力駆動力を出力するように構成される。無端環状部材44は、駆動入力回転部40および駆動出力回転部42を連結する。例えば、駆動入力回転部40は、スプロケット、および、プーリの一方を含む。駆動出力回転部42は、例えば、スプロケット、および、プーリの一方を含む。無端環状部材44は、例えば、チェーン、および、ベルトの一方を含む。本実施形態では、駆動入力回転部40はスプロケットを含み、駆動出力回転部42はスプロケットを含み、無端環状部材44はチェーンを含む。例えば、駆動入力回転部40のスプロケットは、フロントスプロケットを含み、駆動出力回転部42のスプロケットは、リアスプロケットを含む。
本実施形態では、減速機34は、駆動入力回転部40と、駆動出力回転部42と、無端環状部材44とを含む。駆動入力回転部40のスプロケットの歯数は、駆動出力回転部42のスプロケットの歯数よりも少ない。駆動入力回転部40のスプロケットは、例えば、9つの歯を含む。駆動出力回転部42のスプロケットは、例えば、60の歯を含む。
ドライブユニット50は、ドライブシステム20に含まれる動力伝達部材の少なくとも一部を備える。ドライブユニット50は、例えば、増速機24と、変速機30と、を備える。ドライブユニット50は、例えば、モータ28と、モータ減速機32と、を備える。ドライブユニット50は、例えば、入力回転部22をさらに備える。ドライブユニット50は、例えば、人力駆動車10のクランク軸16をさらに備える。ドライブユニット50は、例えば、合力部52をさらに備える。
ドライブユニット50は、減速機34をさらに備えてもよい。ドライブユニット50が減速機34を備える場合、減速機34は、駆動入力回転部40、駆動出力回転部42、および、無端環状部材44を含む第1減速機と、第1減速機とは異なる第2減速機とを含み、ドライブユニット50は第2減速機を含んでもよい。減速機34は、第1減速機を含まず、かつ、第2減速機を含んでもよい。減速機34が第1減速機を含まず、かつ、第2減速機を含む場合、駆動入力回転部40と、駆動出力回転部42と、無端環状部材44とは、減速機34を構成しなくてもよい。ドライブユニット50が、減速機34を備える場合、駆動入力回転部40の少なくとも一部がドライブユニット50に設けられてもよい。
ハウジング36は、例えば、人力駆動車10のフレーム10Fに設けられる。本実施形態のハウジング36は、人力駆動力が入力される入力回転軸54を支持するように構成される。入力回転軸54は、例えば、人力駆動力が入力される。本実施形態の入力回転軸54は、クランク軸16である。入力回転軸54は、入力中心軸心C1まわりにハウジング36に対して相対回転可能なように、ハウジング36に設けられる。入力中心軸心C1は、例えば、入力回転軸54の回転軸心と実質的に同軸である。本明細書において、実質的に同軸という記載は、完全に同軸である場合、または、完全には同軸ではないものの完全に同軸であるとみなせる場合を意味する。完全に同軸であるとみなせる場合は、例えば、同軸ではないことによって、ドライブシステム20またはドライブユニット50の機能の発揮が、顕著な影響を受けない場合である。クランク軸16の少なくとも一部は、ハウジング36に設けられる。
例えば、入力回転部22、増速機24、モータ28、および、減速機34は、ハウジング36に設けられる。本実施形態では、入力回転部22の少なくとも一部、増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32が、ハウジング36の内部空間に配置される。本実施形態では、減速機34の少なくとも一部が、ハウジング36に設けられる。
入力回転部22は、入力中心軸心C1まわりに回転可能に構成される。入力回転部22は、例えば、入力中心軸心C1まわりにハウジング36に対して相対回転可能なように、ハウジング36に設けられる。本実施形態の入力回転部22は、入力回転軸54を含む。入力回転部22は、例えば、クランク軸16と増速機24とを接続する入力伝達部22Aを含む。
ドライブユニット50は、例えば、第1ワンウェイクラッチ22Bを含む。第1ワンウェイクラッチ22Bは、例えば、入力回転部22と入力伝達部22Aとの間に設けられる。第1ワンウェイクラッチ22Bは、人力駆動車10が前進する方向にクランク軸16が回転する場合、クランク軸16の回転トルクを入力回転部22に伝達し、かつ、人力駆動車10が前進する方向に入力回転部22が回転する場合、入力回転部22の回転トルクがクランク軸16に伝達することを抑制する。第1ワンウェイクラッチ22Bは、例えば、ローラクラッチおよび爪式クラッチの少なくとも1つを含む。第1ワンウェイクラッチ22Bは、例えば、内輪および外輪を含む。内輪は、入力回転部22と一体に形成されてもよく、入力回転部22と別体に形成され、かつ、入力回転部22と一体に回転するように入力回転部22に取り付けられてもよい。内輪が入力回転部22と別体に形成される場合、内輪は、例えば、スプラインによって入力回転部22に取り付けられる。外輪は、入力伝達部22Aと一体に形成されてもよく、入力伝達部22Aと別体に形成され、かつ、入力伝達部22Aと一体に回転するように入力伝達部22Aに取り付けられてもよい。外輪が入力伝達部22Aと別体に形成される場合、外輪は、例えば、スプラインによって入力伝達部22Aに取り付けられる。
変速機30は、入力回転軸54を介して人力駆動力が入力されるように構成される。例えば、変速機30は、増速機24を介して人力駆動力が入力されるように構成される。例えば、変速機30は、減速機34に人力駆動力を出力するように配置される。
減速機34は、増速機24を介して、人力駆動力が入力されるように構成される。減速機34は、変速機30を介して人力駆動力が入力されるように構成される。
入力回転部22、増速機24、変速機30、合力部52、減速機34、および、出力回転部26は、人力駆動力の伝達経路の一部を構成する。本実施形態では、人力駆動力は、入力回転部22、増速機24、変速機30、減速機34、および、出力回転部26の順に伝達される。モータ減速機32、合力部52、減速機34、および、出力回転部26は、モータ駆動力の伝達経路の一部を構成する。本実施形態のモータ駆動力は、変速機30と減速機34との間に伝達される。本実施形態のモータ28は、人力駆動力の伝達経路において、合力部52にモータ駆動力を出力するように構成される。
増速機24は、例えば、ハウジング36に設けられる。増速機24は、例えば、歯車、プーリ、および、無端環状部材の少なくとも1つを含む。本実施形態の増速機24は歯車を含む。増速機24は、例えば、遊星歯車機構24Xを含む。増速機24は、遊星歯車機構24Xに加えてまたは代えて、それぞれ異なる回転中心軸心を有する複数の歯車を含んでもよい。増速機24がプーリを含む場合、増速機24はベルト式増速機構を含んでもよい。増速機24が無端環状部材を含む場合、増速機24はチェーン式増速機構を含んでもよい。
増速機24は、増速回転中心軸心A1と、増速入力回転部24Aと、増速出力回転部24Bと、を有する。増速入力回転部24Aは、人力駆動力が入力されるように構成される。増速出力回転部24Bは、人力駆動力を出力するように構成される。増速入力回転部24Aは、増速回転中心軸心A1まわりに回転可能である。増速出力回転部24Bは、増速回転中心軸心A1まわりに回転可能である。本実施形態の増速回転中心軸心A1は、入力中心軸心C1と実質的に同軸である。増速入力回転部24Aは、増速入力回転軸心A2を有する。増速出力回転部24Bは、増速出力回転軸心A3を有する。増速出力回転軸心A3は、増速入力回転軸心A2と同軸に配置される。本実施形態の増速入力回転軸心A2および増速出力回転軸心A3は、増速回転中心軸心A1と実質的に同軸である。増速機24は、増速入力回転部24Aの回転速度を増速比に応じて増速して、増速出力回転部24Bから出力するように構成される。
増速機24の増速比は、例えば、増速入力回転部24Aの回転速度に対する増速出力回転部24Bの回転速度の比率である。増速機24の増速比が大きいほど、増速機24による増速度合いが大きくなる。
増速機24の増速比は、例えば、3以上、かつ、20以下である。増速機24の増速比は、例えば、5以上、かつ、18以下である。例えば、増速機24の増速比は、例えば、7以上、かつ、16以下である。増速機24の増速比は、例えば、9以上、かつ、14以下である。増速機24の増速比は、例えば、9.4である。
増速機24の増速比は、3以上、かつ、11以下であってもよい。増速機24の増速比は、6以上、かつ、20以下であってもよい。
変速機30は、例えば、ハウジング36に設けられる。変速機30は、変速回転中心軸心A4と、変速入力回転部30Aと、変速出力回転部30Bと、を有する。変速入力回転部30Aは、変速回転中心軸心A4まわりに回転可能である。変速出力回転部30Bは、変速回転中心軸心A4まわりに回転可能である。変速回転中心軸心A4は、入力中心軸心C1と実質的に同軸である。変速機30は、変速入力回転部30Aに入力された回転の回転速度を変速機30の変速比に応じて変速出力回転部30Bから出力するように構成される。変速出力回転部30Bは、合力部52に人力駆動力を出力するように構成される。
変速機30は、例えば、変速入力部30Cと、変速出力部30Dと、を含む。変速入力部30Cは、例えば、人力駆動力が入力されるように構成される。変速出力部30Dは、例えば、人力駆動力を出力するように構成される。例えば、変速入力部30Cは変速入力回転部30Aを含み、変速出力部30Dは変速出力回転部30Bを含む。
変速機30の変速比は、例えば、変速入力部30Cの回転速度に対する変速出力部30Dの回転速度の比率である。変速機30の変速比は、例えば、変速入力回転部30Aの回転速度に対する変速出力回転部30Bの回転速度の比率である。変速機30は、例えば、最小変速比から最大変速比までの間において変速比を変更可能に構成される。最小変速比は、減速に対応する変速比である。最大変速比は、増速に対応する変速比である。最小変速比は、例えば、0より大きく、かつ、1未満である。最小変速比が小さい程、変速比が最小変速比である場合の増速度合いが小さくなる。最大変速比は、例えば、1より大きく、かつ、5以下である。最大変速比が大きい程、変速比が最大変速比である場合の増速度合いが大きくなる。
本実施形態の変速機30は、変速比を段階的に変更できるように構成される。変速機30は、例えば、複数の変速ステージを有する。複数の変速ステージは、例えば、それぞれ変速比が異なる。変速ステージが1つの変速ステージから他の変速ステージに変更されることによって、変速機30の変速比が変更される。変速機30は、例えば、遊星歯車機構30Xを含む。変速機30は、遊星歯車機構30Xに代えてまたは加えて、クラッチ板を有するマニュアル変速機を含んでもよい。変速機30は、変速比を無段階に変更できるように構成されてもよい。変速比が無段階に変更される場合、変速機30は無段変速機(CVT;Continuously Variable Transmission)を含む。変速機30は、例えば、変速機30の変速比を変更可能に構成される変速切替部30Yを含む。変速切替部30Yは、電動アクチュエータによって制御されてもよく、ライダが操作可能なシフタと接続される機械ケーブルによって制御されてもよい。変速機30としては、例えば、特開2016-78618号公報に開示される変速機を用いることができる。変速機30については、複数の変速ステージを有する変速機であれば、遊星歯車式の変速機、ボール式の無段変速機、および、平行軸歯車式の変速機などの、さまざまな方式の変速機を用いることができ、変速機の方式は特に限定されない。
複数の変速ステージの変速比のうち最小変速比に対する複数の変速ステージの変速比のうち最大変速比の比は、例えば、1.2以上、かつ、8以下である。最小変速比に対する最大変速比の比は、例えば、1.7以上、かつ、7以下である。最小変速比に対する最大変速比の比は、例えば、2.4以上、かつ、6以下である。最小変速比に対する最大変速比の比は、例えば、2.4である。
遊星歯車機構30Xは、例えば、変速比を3段階以上に変更できるように構成される。複数の変速ステージは、例えば、3つ以上の変速ステージを含む。3つ以上の変速ステージは、例えば、変速比がそれぞれ異なる。
例えば、複数の変速ステージは、第1変速ステージと、第2変速ステージと、を含む。第1変速ステージは、例えば、変速比が第1比率である。第2変速ステージは、例えば、変速比が第2比率である。例えば、第2比率は、複数の変速ステージの変速比のうち第1比率よりも大きく、かつ、第1比率に最も近い。第1変速ステージおよび第2変速ステージは、例えば、複数の変速ステージのうちの条件を満たす全ての任意の2つの変速ステージと対応する。第1変速ステージは、複数の変速ステージのうち、最も変速比が大きい変速ステージとは異なる変速ステージのいずれか1つの変速ステージに対応する。第2変速ステージは、複数の変速ステージのうち、変速比が第1変速ステージの変速比よりも大きく、かつ、変速比が第1変速ステージの変速比に最も近い変速ステージに対応する。第2比率に対する第1比率の比は、例えば、0.75以上、かつ、1未満である。第2比率に対する第1比率の比は、例えば、0.8以上、かつ、1未満である。第2比率に対する第1比率の比は、例えば、0.85以上、かつ、1未満である。第2比率に対する第1比率の比は、例えば、0.85である。
モータ28は、減速機34にモータ駆動力を入力するように構成される。モータ28は、人力駆動力の伝達経路において、増速機24と減速機34との間にモータ駆動力を出力するように構成される。モータ28は、例えば、人力駆動力の伝達経路において、増速機24よりも人力駆動力の伝達経路の下流にモータ駆動力を出力するように構成される。モータ28は、例えば、人力駆動力の伝達経路において、増速機24から出力回転部26までの間にモータ駆動力を出力するように構成される。
モータ28は、ハウジング36に設けられる。モータ28は、モータ回転軸心A5を含む。モータ回転軸28Aは、追加中心軸心C2まわりに回転可能に、ハウジング36に設けられる。追加中心軸心C2は、例えば、入力中心軸心C1と平行、かつ、入力中心軸心C1とは異なる軸心である。追加中心軸心C2は、例えば、ハウジング36の内部空間を通過し、かつ、入力中心軸心C1と平行な軸心である。モータ回転軸心A5は、例えば、追加中心軸心C2と実質的に同軸である。
モータ減速機32は、モータ28から入力されるモータ駆動力を、人力駆動力の伝達経路に出力する。例えば、モータ減速機32は、歯車、プーリ、および、無端環状部材の少なくとも1つを含む。本実施形態のモータ減速機32は、歯車を含む。モータ減速機32は、例えば、ピッチ円直径が異なる複数の平歯車を含むモータ減速機構32Xを含む。モータ減速機構32Xの複数の平歯車は、モータ回転軸28Aと合力部52とを接続する。モータ減速機32が歯車を含む場合、モータ減速機32は、遊星歯車機構を含んでもよい。モータ減速機32がプーリを含む場合、モータ減速機32は、ベルト式減速機構を含んでもよい。モータ減速機32が無端環状部材を含む場合、モータ減速機32は、チェーン式減速機構を含んでもよい。
例えば、モータ減速機32は、モータ減速入力回転部32Aと、モータ減速出力回転部32Bと、を有する。モータ減速機32のモータ減速比は、例えば、モータ減速入力回転部32Aの回転速度に対するモータ減速出力回転部32Bの回転速度の比率である。モータ減速機32のモータ減速比は、例えば、0.125以上、かつ、1未満である。モータ減速機32のモータ減速比は、例えば、0.15以上、かつ、0.7未満である。モータ減速機32のモータ減速比は、例えば、0.17以上、かつ、0.5未満である。例えば、モータ減速機32のモータ減速比は、例えば、0.2以上、かつ、0.3未満である。モータ減速機32のモータ減速比は、例えば、0.25である。
合力部52は、人力駆動力の伝達経路において、入力回転部22と出力回転部26との間に設けられる。合力部52は、モータ28からモータ駆動力が入力され、かつ、人力駆動力が入力されるように構成される。合力部52は、例えば、モータ28のモータ駆動力と人力駆動力とを合力して、減速機34に出力するように構成される。合力部52は、例えば、変速出力回転部30Bから人力駆動力が入力され、減速機34に人力駆動力を出力するように構成される。合力部52は、例えば、モータ減速出力回転部32Bからモータ駆動力が入力され、減速機34にモータ駆動力を出力するように構成される。
ドライブユニット50は、例えば、第2ワンウェイクラッチ52Aを含む。第2ワンウェイクラッチ52Aは、例えば、モータ駆動力の伝達経路において、モータ28から合力部52までの間に設けられる。第2ワンウェイクラッチ52Aは、例えば、モータ28の回転力を合力部52に伝達し、合力部52の回転力がモータ28に伝達されることを規制する。第2ワンウェイクラッチ52Aは、例えば、ローラクラッチおよび爪式クラッチの少なくとも1つを含む。
減速機34は、モータ28からモータ駆動力が入力され、かつ、人力駆動力が入力されるように構成される。減速機34には、合力部52を介して人力駆動力およびモータ駆動力が入力される。減速機34には、モータ減速機32を介してモータ28のモータ駆動力が入力される。
減速機34は、例えば、第1減速中心軸心A7と、減速入力回転部34Aと、第2減速中心軸心A8と、減速出力回転部34Bと、を有する。第2減速中心軸心A8は、例えば、第1減速中心軸心A7とは異なる。減速入力回転部34Aは、例えば、第1減速中心軸心A7まわりに回転可能である。減速出力回転部34Bは、例えば、第2減速中心軸心A8まわりに回転可能である。第1減速中心軸心A7は、入力中心軸心C1と実質的に同軸である。第2減速中心軸心A8は、ハブシェル38の回転中心軸心C3と実質的に同軸である。減速入力回転部34Aには、例えば、人力駆動力が入力される。減速出力回転部34Bは、例えば、人力駆動力を出力する。減速機34は、減速入力回転部34Aに入力された回転の回転速度を減速比に応じて減速して、減速出力回転部34Bから出力するように構成される。
減速機34の減速比は、例えば、減速入力回転部34Aの回転速度に対する減速出力回転部34Bの回転速度の比率である。第1減速比例では、減速機34の減速比は、0より大きく、かつ、0.8以下である。減速機34の減速比は、例えば、0.1以上、かつ、0.5以下である。減速機34の減速比は、例えば、0.15以上、かつ、0.3以下である。減速機34の減速比は、例えば、0.15である。
第2減速比例では、減速機34の減速比は、0より大きく、かつ、1未満である。減速機34の減速比は、例えば、0.125以上、かつ、0.7未満である。減速機34の減速比は、例えば、0.17以上、かつ、0.5未満である。減速機34の減速比は、例えば、0.2以上、かつ、0.3未満である。
第3減速比例では、減速機34の減速比は、0.05以上、かつ、0.5以下である。減速機34の減速比は、例えば、0.1以上、かつ、0.2以下である。
第4減速比例では、減速機34の減速比は、0よりも大きく、かつ、0.65以下である。減速機34の減速比は、例えば、0.05以上、かつ、0.5以下である。減速機34の減速比は、例えば、0.1以上、かつ、0.3以下である。
例えば、駆動入力回転部40は、増速機24を介して人力駆動力が入力されるように構成される。例えば、駆動入力回転部40は、変速機30を介して人力駆動力が入力される。例えば、駆動入力回転部40には、モータ28のモータ駆動力が入力される。例えば、駆動入力回転部40は、第1駆動回転中心軸心A9まわりに回転可能に構成される。第1駆動回転中心軸心A9は、入力中心軸心C1と実質的に同軸である。例えば、第1駆動回転中心軸心A9は、増速回転中心軸心A1と実質的に同軸である。例えば、第1駆動回転中心軸心A9は、変速回転中心軸心A4と実質的に同軸である。第1駆動回転中心軸心A9は、第1減速中心軸心A7と実質的に同軸である。
例えば、駆動出力回転部42は、第2駆動回転中心軸心A10まわりに回転可能に構成される。第2駆動回転中心軸心A10は、例えば、第1駆動回転中心軸心A9とは異なる。第2駆動回転中心軸心A10は、例えば、第1駆動回転中心軸心A9と平行に配置される。例えば、第2駆動回転中心軸心A10は、人力駆動車10の車輪14の車軸12の回転中心軸心C3と実質的に同軸である。第2駆動回転中心軸心A10は、第2減速中心軸心A8と実質的に同軸である。
駆動入力回転部40は、人力駆動力が入力される入力回転軸54を介して、人力駆動力が入力される単一のピッチ円を有する。駆動出力回転部42は、人力駆動車10の車輪14に人力駆動力を出力する単一のピッチ円を有する。駆動入力回転部40のピッチ円は、入力ピッチ円直径X1を有する。駆動出力回転部42のピッチ円は、出力ピッチ円直径X2を有する。入力ピッチ円直径X1は、出力ピッチ円直径X2よりも小さい。減速機34の減速比は、例えば、出力ピッチ円直径X2に対する入力ピッチ円直径X1の比率である。例えば、駆動入力回転部40、駆動出力回転部42、および、無端環状部材44は、減速機34を構成する。駆動入力回転部40は、例えば、減速入力回転部34Aを含み、駆動出力回転部42は、例えば、減速出力回転部34Bを含む。
入力ピッチ円直径X1は、例えば、10mm以上、かつ、103mm以下である。入力ピッチ円直径X1は、例えば、15mm以上、かつ、82mm以下である。入力ピッチ円直径X1は、例えば、20mm以上、かつ、62mm以下である。入力ピッチ円直径X1は、例えば、25mm以上、かつ、38mm以下である。入力ピッチ円直径X1は、例えば、38mmである。
駆動出力回転部42の出力ピッチ円直径X2に対する、駆動入力回転部40の入力ピッチ円直径X1のピッチ円比率は、例えば、0よりも大きく、かつ、1以下である。出力ピッチ円直径X2に対する入力ピッチ円直径X1のピッチ円比率は、例えば、0.05以上、かつ、0.8以下である。出力ピッチ円直径X2に対する入力ピッチ円直径X1のピッチ円比率は、例えば、0.1以上、かつ、0.5以下である。出力ピッチ円直径X2に対する入力ピッチ円直径X1のピッチ円比率は、例えば、0.15以上、かつ、0.2以下である。出力ピッチ円直径X2に対する入力ピッチ円直径X1のピッチ円比率は、例えば、0.2である。
出力回転部26は、車輪14と接続され、減速機34から入力される人力駆動力を車輪14に出力するように構成される。出力回転部26は、増速機24を介して、人力駆動力が入力されるように構成される。出力回転部26は、駆動出力回転部42を介して、減速機34から人力駆動力およびモータ駆動力が入力されるように構成される。駆動出力回転部42から入力される人力駆動力およびモータ駆動力によって出力回転部26のハブシェル38が回転することによって、人力駆動車10が駆動する。
例えば、増速機24、変速機30、および、減速機34の少なくとも1つは、金属材料を含む。増速機24、変速機30、および、減速機34の少なくとも1つは、例えば、人力駆動力の伝達経路を構成する部品の少なくとも一部に、金属材料を含む。金属材料は、例えば、鉄鋼、ステンレス合金、アルミ合金、マグネシウム合金、および、チタン合金の少なくとも1つを含む。
例えば、増速機24、変速機30、および、減速機34の少なくとも1つは、樹脂材料を含む。増速機24、変速機30、および、減速機34の少なくとも1つは、例えば、人力駆動力の伝達経路を構成する部品の少なくとも一部に、樹脂材料を含む。樹脂材料は、例えば、熱可塑性部材および熱硬化性部材を含む。熱可塑性部材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、PET樹脂、PVA樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデンナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、アセタール樹脂、ポリカーボネート、PBT樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド、ポリスルフォン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリアミドイミド、アセチルセルロース、ニトロセルロース、プロピオン酸セルロース、および、エチルセルロースの少なくとも1つを含む。熱硬化性部材は、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、ポリウレタン、アリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、および、フラン樹脂の少なくとも1つを含む。
増速機24、変速機30、および、減速機34の少なくとも1つは、例えば、歯先が樹脂材料によって成形され、歯先以外の部分が金属材料によって成形される歯車を含んでもよい。増速機24、変速機30、および、減速機34の少なくとも1つは、例えば、樹脂材料によって成形される歯車を含んでもよい。増速機24、変速機30、および、減速機34の少なくとも1つは、例えば、金属材料によって成形される歯車を含んでもよい。
本実施形態では、人力駆動力は、入力回転部22、増速機24、変速機30、減速機34、および、出力回転部26の順に伝達され、モータ駆動力は、変速機30と減速機34との間に伝達されるが、増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34のそれぞれの配置構成および構造の少なくとも1つは、適宜変更できる。
図5から図8の表は、増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34の組み合わせの第1例から第50例までを示す。図1から図4に示されるドライブシステム20は、第1例に対応する。
図5から図8の表における配置箇所は、増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34のそれぞれに含まれる回転中心軸心の位置を示す。各例において、増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34は、それぞれに含まれる回転中心軸心が、配置箇所に示される軸心になるように配置される。図5から図8の表において、配置箇所が-で示される場合、ドライブシステム20が、-で示される配置箇所と対応する増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、または、減速機34を備えていないことを示す。
第1軸心B1は、入力中心軸心C1と実質的に同軸な軸心である。第2軸心B2は、追加中心軸心C2と実質的に同軸な軸心である。第3軸心B3は、回転中心軸心C3と実質的に同軸な軸心である。第4軸心B4は、例えば、増速機24および減速機34のそれぞれにおいて、入力回転部22の回転中心軸心と出力回転部26の回転中心軸心とが異なる場合と対応する。減速機34の配置箇所が第4軸心B4である場合、減速機34は、駆動入力回転部40および駆動出力回転部42を含む。増速機24の配置箇所が第4軸心B4である場合、増速機24は、駆動入力回転部40および駆動出力回転部42を含む。増速機24が、駆動入力回転部40および駆動出力回転部42を含む場合、駆動入力回転部40に含まれるスプロケットの歯数は、駆動出力回転部42に含まれるスプロケットの歯数よりも多い。
増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34のそれぞれの配置箇所が第1軸心B1または第2軸心B2である場合、増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34のそれぞれは、クランク軸16の付近に設けられる。増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34のそれぞれの配置箇所が第3軸心B3である場合、増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34のそれぞれは、リアハブ46に設けられる。
図5から図8の表における伝達方式は、遊星歯車方式、チェーン方式、CVT方式、外装変速方式、および、歯車方式を含む。増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34のそれぞれの伝達方式が遊星歯車方式である場合、増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34のそれぞれは遊星歯車機構を含む。増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34のそれぞれの伝達方式がチェーン方式である場合、増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34のそれぞれは2つのスプロケットおよびチェーンを含む。増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34のそれぞれの伝達方式がチェーン方式である場合、増速機24、変速機30、モータ28、モータ減速機32、および、減速機34のそれぞれは2つのプーリおよびベルトを含んでもよい。変速機30の伝達方式がCVT方式である場合、変速機30はCVTを含む。変速機30の伝達方式が外装変速方式である場合、変速機30は外装変速機を含む。モータ減速機32の伝達方式が歯車方式である場合、モータ減速機32は複数の歯車を含む。図5から図8の表において、変速機30の伝達方式が外装変速方式およびCVT方式と記載される各例の伝達方式では、変速機30は外装変速機およびCVTの少なくとも1つを含む。図5から図8の表において、変速機30の伝達方式が外装変速方式およびCVT方式と記載される各例の伝達方式では、変速機30は外装変速機およびCVTの少なくとも1つに加えてまたは代えて、遊星歯車機構を含んでもよい。図5から図8の表において、増速機24の伝達方式が遊星歯車方式およびチェーン方式と記載される各例の伝達方式では、増速機24は遊星歯車およびチェーンの少なくとも1つを含む。図5から図8の表において、増速機24の伝達方式が遊星歯車方式およびチェーン方式と記載される各例の伝達方式では、増速機24は遊星歯車およびチェーンの少なくとも1つ加えてまたは代えて、複数の歯車を含んでもよい。
<第2実施形態>
図4、図9、および、図10を参照して、第2実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50について説明する。第2実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50は、ドライブユニット50の構成以外は第1実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50と同様であるので、第1実施形態と共通する構成については、第1実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図4、図9、および、図10を参照して、第2実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50について説明する。第2実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50は、ドライブユニット50の構成以外は第1実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50と同様であるので、第1実施形態と共通する構成については、第1実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態のドライブシステム20は、例えば、図7の第31例から第36例と対応する。本実施形態のドライブユニット50は、追加軸56を含む。追加軸56の中心軸心は、追加中心軸心C2と実質的に同軸である。本実施形態の増速機24は、複数の歯車を含む。本実施形態の増速入力回転部24Aは、入力中心軸心C1まわりに回転可能に構成され、本実施形態の増速出力回転部24Bは、追加中心軸心C2まわりに回転可能に構成される。本実施形態の変速機30は、変速回転中心軸心A4が追加中心軸心C2と実質的に同軸であるように、追加軸56に設けられる。例えば、変速機30と合力部52との間には、減速機および増速機は設けられない。本実施形態のモータ28は、モータ回転軸心A5が入力中心軸心C1と実質的に同軸であるように、ハウジング36に設けられる。本実施形態のモータ減速機32は、モータ減速中心軸心A6が入力中心軸心C1と実質的に同軸であるように、ハウジング36に設けられる。
本実施形態の変速機30は、例えば、遊星歯車機構58を含む。変速機30は、例えば、複数の歯車を有する。変速機30は、例えば、複数の歯車を有する遊星歯車機構58を含む。例えば、複数の歯車の少なくとも一部は、樹脂部材を含む。樹脂部材は、樹脂材料を含む。例えば、複数の歯車のうちのいずれか1つの歯先は、樹脂材料を含む。例えば、樹脂部材は、熱可塑性部材および熱硬化性部材の少なくとも一方を含む。複数の歯車のうちのいずれか1つの歯先は、熱可塑性部材を含む。複数の歯車のうちのいずれか1つの歯は、熱硬化性部材を含んでもよい。
遊星歯車機構58は、変速機30の変速出力部60に回転力を出力するように構成される。変速出力部60は、例えば、筒状に形成される。遊星歯車機構58の少なくとも一部は、例えば、変速出力部60の内部空間に配置される。変速出力部60は、合力部52に回転力を出力できるように、合力部52と接続される。変速機30は、例えば、第1遊星アセンブリ62、および、第2遊星アセンブリ64を含む。遊星歯車機構58は、例えば、第1遊星アセンブリ62、および、第2遊星アセンブリ64を含む。第2遊星アセンブリ64は、第1遊星アセンブリ62と接続される。第2遊星アセンブリ64は、例えば、変速回転中心軸心A4に平行な方向において、第1遊星アセンブリ62と異なる位置に配置される。第1遊星アセンブリ62および第2遊星アセンブリ64は、例えば、共通の変速回転中心軸心を有する。第1遊星アセンブリ62および第2遊星アセンブリ64の共通の変速回転中心軸心は、変速回転中心軸心A4と実質的に同軸である。
第1遊星アセンブリ62は、第1太陽ギア62A、第1リングギア62B、第1遊星ギア62C、および、第1キャリア62Dを含む。第1太陽ギア62Aは、追加軸56のまわりに配置される。第1リングギア62Bは、第1太陽ギア62Aのまわりに配置される。複数の第1遊星ギア62Cは、第1太陽ギア62Aおよび第1リングギア62Bと係合するように、第1太陽ギア62Aと第1リングギア62Bとの間に配置される。第1キャリア62Dは、第1遊星ギア62Cに接続される。
第2遊星アセンブリ64は、第2太陽ギア64A、第2リングギア64B、第2遊星ギア64C、および、第2キャリア64Dを含む。第2太陽ギア64Aは、追加軸56のまわりに配置される。第2リングギア64Bは、第2太陽ギア64Aのまわりに配置される。複数の第2遊星ギア64Cは、第2太陽ギア64Aおよび第2リングギア64Bと係合するように、第2太陽ギア64Aと第2リングギア64Bとの間に配置される。第2キャリア64Dは、第2遊星ギア64Cに接続される。
変速入力回転部30Aは、例えば、第1遊星アセンブリ62の第1キャリア62Dに接続される。変速出力回転部30Bは、例えば、変速出力部60に接続される。変速出力部60は、第2遊星アセンブリ64の第2リングギア64Bと一体に回転する。変速機30は、少なくとも4つの変速ステージを有する。変速機30は、例えば、4つの変速ステージを有する。変速機30は、例えば、変速切替部66を含む。変速切替部66は、例えば、4つのクラッチを含む。変速切替部66は、4つのクラッチを切り替えることによって、変速機30の変速ステージを切り替え可能に構成される。
変速回転中心軸心A4に垂直な方向における変速機30の最大寸法Y1は、例えば、80mm以下であり、かつ、変速回転中心軸心A4に平行な方向における変速機30の最大寸法Y2は、例えば、30mm以下である。最大寸法Y1は、変速回転中心軸心A4から第2遊星ギア64Cの最も遠い部分から、変速回転中心軸心A4から変速回転中心軸心A4の周方向において反対側の第2遊星ギア64Cの最も遠い部分までの寸法である。最大寸法Y2は、変速回転中心軸心A4に平行な方向において、第2遊星アセンブリ64とは反対側の第1遊星ギア62Cの端部から、第1遊星アセンブリ62とは反対側の第2遊星ギア64Cの端部までの寸法である。最大寸法Y2は、変速回転中心軸心A4に平行な方向において、第2遊星アセンブリ64とは反対側の第1キャリア62Dの端部から、第1遊星アセンブリ62とは反対側の第2キャリア64Dの端部までの寸法であってもよい。
変速回転中心軸A4心に垂直な方向における変速機30の最大寸法Y1は、例えば、70mm以下である。変速回転中心軸心A4に垂直な方向における変速機30の最大寸法Y1は、例えば、60mm以下である。変速回転中心軸心A4に平行な方向における最大寸法Y2は、例えば、20mm以下である。変速回転中心軸心A4に平行な方向における最大寸法Y2は、例えば、10mm以下である。変速回転中心軸心A4に平行な方向における最大寸法Y2は、例えば、6mm以下である。
<第3実施形態>
図4および図11を参照して、第3実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50について説明する。第3実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50は、ドライブユニット50の構成以外は第1実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50と同様であるので、第1実施形態と共通する構成については、第1実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図4および図11を参照して、第3実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50について説明する。第3実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50は、ドライブユニット50の構成以外は第1実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50と同様であるので、第1実施形態と共通する構成については、第1実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態のドライブシステム20は、例えば、図5の第9例から第11例と対応する。本実施形態のドライブユニット50は、ハウジング36と、増速機24と、変速機30と、モータ28と、を備える。本実施形態の増速機24、変速機30、および、モータ28は、ハウジング36に設けられる。増速機24、変速機30、および、モータ28は、クランク軸16のまわりに配置される。本実施形態の増速機24および変速機30のそれぞれは、クランク軸16のまわりに配置される少なくとも1つの遊星歯車機構を含む。
本実施形態のドライブユニット50は、モータ減速機32を備える。本実施形態のモータ減速機32は、ハウジング36に設けられる。モータ減速機32は、クランク軸16のまわりに配置される。本実施形態のモータ減速機32は、クランク軸16のまわりに配置される少なくとも1つの遊星歯車機構を含む。例えば、モータ減速機32は、モータ減速中心軸心A6と、モータ減速入力回転部32Aと、モータ減速出力回転部32Bと、を有する。本実施形態のモータ減速入力回転部32Aは、例えば、モータ減速中心軸心A6まわりに回転可能である。本実施形態のモータ減速出力回転部32Bは、例えば、モータ減速中心軸心A6まわりに回転可能である。モータ減速中心軸心A6は、入力中心軸心C1と実質的に同軸である。
本実施形態の増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、および、モータ回転軸心A5は、実質的に同軸である。例えば、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、および、モータ回転軸心A5は、入力中心軸心C1と実質的に同軸である。例えば、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、および、モータ回転軸心A5の少なくとも1つは、モータ減速中心軸心A6と実質的に同軸である。本実施形態では、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、および、モータ回転軸心A5の全てが、モータ減速中心軸心A6と実質的に同軸である。
例えば、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、および、モータ回転軸心A5は、第1減速中心軸心A7および第2減速中心軸心A8の一方と異なる。本実施形態では、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、および、モータ回転軸心A5は、第2減速中心軸心A8と異なる。また、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、および、モータ回転軸心A5は、第1減速中心軸心A7と実質的に同軸である。
<第4実施形態>
図4および図12を参照して、第4実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50について説明する。第4実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50は、ドライブユニット50の構成以外は第1実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50と同様であるので、第1実施形態と共通する構成については、第1実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図4および図12を参照して、第4実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50について説明する。第4実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50は、ドライブユニット50の構成以外は第1実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50と同様であるので、第1実施形態と共通する構成については、第1実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態のドライブシステム20は、例えば、図8の第49例と対応する。本実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50は、モータ減速機32を含まない。本実施形態のドライブユニット50は、人力駆動車10の車輪14の車軸12に少なくとも一部が設けられる。本実施形態のドライブユニット50は、人力駆動車10の車輪14の車軸12に設けられる。ドライブユニット50は、例えば、ハウジング36と、増速機24と、変速機30と、モータ28と、減速機34とを備える。ハウジング36は、例えば、ハブシェル38を含む。本実施形態の増速機24、変速機30、および、モータ28は、ハウジング36に設けられる。減速機34は、ハウジング36に設けられる。増速機24、変速機30、モータ28、および、減速機34は、車輪14の車軸12に設けられる。本実施形態の増速機24、変速機30、モータ28、および、減速機34のそれぞれは、車軸12のまわりに配置される少なくとも1つの遊星歯車機構を含む。例えば、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、および、モータ回転軸心A5は、車軸12の回転中心軸心C3と実質的に同軸である。
本実施形態では、駆動入力回転部40の入力ピッチ円直径X1と駆動出力回転部42の出力ピッチ円直径X2とが、等しい。本実施形態の駆動入力回転部40、駆動出力回転部42、および、無端環状部材44は、クランク軸16の回転力を、回転速度を維持したまま、車軸12に伝達する。
本実施形態の減速機34は、減速回転中心軸心A11を含む。減速入力回転部34Aは、例えば、減速回転中心軸心A11まわりに回転可能である。減速出力回転部34Bは、例えば、減速回転中心軸心A11まわりに回転可能である。例えば、増速回転中心軸心A1および減速回転中心軸心A11は、実質的に同軸である。本実施形態では、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、および、モータ回転軸心A5は、減速回転中心軸心A11と実質的に同軸である。
増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、減速回転中心軸心A11、および、モータ回転軸心A5のうち3つ以上は、実質的に同軸である。本実施形態では、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、減速回転中心軸心A11、および、モータ回転軸心A5の全てが、実質的に同軸である。例えば、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、減速回転中心軸心A11、および、モータ回転軸心A5のうち実質的に同軸である3つ以上の軸心は、車軸12の回転中心軸心C3と実質的に同軸である。本実施形態では、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、減速回転中心軸心A11、および、モータ回転軸心A5の全てが、車軸12の回転中心軸心C3の回転中心軸心C3と実質的に同軸である。例えば、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、減速回転中心軸心A11、および、モータ回転軸心A5は、実質的に同軸である。
<第5実施形態>
図4、図13、および、図14を参照して、第5実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50について説明する。第5実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50は、ドライブユニット50および増速機24の構成以外は第4実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50と同様であるので、第4実施形態と共通する構成については、第1実施形態および第4実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図4、図13、および、図14を参照して、第5実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50について説明する。第5実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50は、ドライブユニット50および増速機24の構成以外は第4実施形態のドライブシステム20およびドライブユニット50と同様であるので、第4実施形態と共通する構成については、第1実施形態および第4実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態のドライブシステム20は、例えば、図8の第45例と対応する。本実施形態のドライブシステム20は、第1増速機70と、第2増速機72と、を備える。本実施形態の増速機24は、第1増速機70と、第2増速機72とを含む。本実施形態のドライブシステム20は、追加ハウジング70Aを含む。追加ハウジング70Aは、人力駆動車10のフレーム10Fに取り付けられる。第1増速機70は、追加ハウジング70Aに設けられる。
第1増速機70は、入力回転軸54を介して、人力駆動力が入力されるように構成される。第1増速機70は、入力中心軸心C1まわりに回転可能に、追加ハウジング70Aに設けられる。第1増速機70は、クランク軸16のまわりに配置される遊星歯車方式を有する増速機構70Bを含む。第1増速機70には、入力回転部22を介して人力駆動力が入力される。第1増速機70は、第2増速機72に人力駆動力を出力する。
第2増速機72は、少なくとも一部が追加ハウジング70Aに設けられる。第2増速機72は、第1増速機70を介して、人力駆動力が入力されるように構成される。第2増速機72は、増速入力回転部24Aと、増速出力回転部24Bと、無端環状部材72Aと、を含む。本実施形態の増速入力回転部24Aは、第1増速機70を介して、人力駆動力が入力されるように構成される。本実施形態の増速出力回転部24Bは、人力駆動車10の車輪14に人力駆動力を出力するように構成される。無端環状部材72Aは、増速入力回転部24Aおよび増速出力回転部24Bを連結する。
例えば、本実施形態の増速入力回転部24Aは駆動入力回転部40を含み、本実施形態の増速出力回転部24Bは駆動出力回転部42を含み、無端環状部材72Aは無端環状部材44を含む。本実施形態では、駆動入力回転部40の入力ピッチ円直径X1は、駆動出力回転部42の出力ピッチ円直径X2よりも大きい。例えば、駆動入力回転部40、駆動出力回転部42、および、無端環状部材44は、第2増速機72を構成する。
第2増速機72は、チェーン式およびベルト式の少なくとも1つの増速機構72Bを含む。第2増速機72は、例えば、チェーン式の増速機構72Bを含む。例えば、増速入力回転部24Aは、第1スプロケットを含む。例えば、増速出力回転部24Bは、第2スプロケットを含む。例えば、無端環状部材44は、チェーンを含む。
第1増速機70の中心軸心は、増速入力回転部24Aは、回転軸中心軸心A12を有する。回転軸中心軸心A12は、入力中心軸心C1と実質的に同軸である。第1増速機70の少なくとも一部は、回転軸中心軸心A12に関して、増速入力回転部24Aの径方向の内側に配置される。回転軸中心軸心A12に平行な方向から見て、第1増速機70は、増速入力回転部24Aの径方向の内側に配置される。
増速入力回転部24Aは、第1増速回転中心軸心A13まわりに回転可能に設けられる。増速出力回転部24Bは、第2増速回転中心軸心A14まわりに回転可能に設けられる。例えば、増速入力回転部24Aは、入力取付部74を有する。入力取付部74は、例えば、第1増速回転中心軸心A13まわりに回転可能な入力回転体76を取付可能である。入力回転体76は、例えば、駆動入力回転部40を含む。入力回転体76は、例えば、増速入力回転部24Aを含む。例えば、増速出力回転部24Bは、出力取付部78を有する。出力取付部78は、例えば、第2増速回転中心軸心A14まわりに回転可能な出力回転体80を取付可能である。出力回転体80は、例えば、駆動出力回転部42を含む。出力回転体80は、例えば、増速出力回転部24Bを含む。例えば、出力取付部78は、入力取付部74と同様の形状を有する。出力取付部78は入力取付部74と同様の形状を有するため、入力取付部74は、出力回転体80が第1増速回転中心軸心A13まわりに回転可能なように出力回転体80を入力取付部74に取り付け可能に構成される。入力取付部74は出力取付部78と同様の形状を有するため、出力取付部78は、入力回転体76が第2増速回転中心軸心A14まわりに回転可能なように入力回転体76を出力取付部78に取り付け可能に構成される。
増速機24の増速比は、例えば、第1増速機70および第2増速機72による増速比と対応する。第1増速機70および第2増速機72による増速比は、例えば、第1増速機70の増速比と第2増速機72の増速比との乗算値である。第1増速機70および第2増速機72による増速比は、例えば、3以上、かつ、20以下である。第1増速機70および第2増速機72による増速比は、例えば、5以上、かつ、18以下である。第1増速機70および第2増速機72による増速比は、例えば、7以上、かつ、16以下である。第1増速機70および第2増速機72による増速比は、例えば、9以上、かつ、14以下である。
<変更例>
各実施形態に関する説明は、本開示に従う人力駆動車用のドライブシステム、および、人力駆動車用のドライブユニットが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に従う人力駆動車用のドライブシステム、および、人力駆動車用のドライブユニットは、例えば以下に示される各実施形態の変更例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変更例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変更例において、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
各実施形態に関する説明は、本開示に従う人力駆動車用のドライブシステム、および、人力駆動車用のドライブユニットが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に従う人力駆動車用のドライブシステム、および、人力駆動車用のドライブユニットは、例えば以下に示される各実施形態の変更例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変更例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変更例において、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
・変速機30の最小変速比および最大変速比の少なくとも1つは、適宜変更できる。例えば、最小変速比は、1より大きくてもよい。例えば、変速機30の最大変速比は、1以下であってもよい。例えば、変速機30の変速比は、1を含むように構成されてもよい。例えば、最小変速比は、1であって、最大変速比は、2.6であってもよい。
・無端環状部材44が駆動入力回転部40および駆動出力回転部42を連結できれば、駆動入力回転部40がプーリを含み、駆動出力回転部42がプーリを含み、無端環状部材44がベルトを含んでもよい。
・人力駆動力の伝達経路において、合力部52が増速機24と変速機30との間に配置されてもよい。例えば、図15に示される合力部52は、モータ28のモータ駆動力と人力駆動力とを合わせて、変速機30に出力するように構成される。合力部52は、増速出力回転部24Bから人力駆動力が入力され、変速入力回転部30Aに人力駆動力を出力するように構成される。合力部52は、モータ減速機32からモータ駆動力が入力され、変速入力回転部30Aにモータ駆動力を出力するように構成される。本変更例では、モータ減速機32、合力部52、変速機30、減速機34、および、出力回転部26が、モータ駆動力の伝達経路の一部を構成する。本変更例では、モータ28のモータ駆動力は、モータ減速機32、合力部52、減速機34の順に伝達され、車輪14に出力される。
・第1実施形態において、ドライブユニット50がモータ28およびモータ減速機32を含まなくてもよい。例えば、図16に示される合力部52は、人力駆動力のみが入力されるように構成される。本変更例において、合力部52は省略されてもよい。
・第1実施形態において、入力回転部22、増速機24、出力回転部26、および、モータ28は、ハウジング36に設けられてもよい。入力回転部22、増速機24、出力回転部26、および、モータ28がハウジング36に設けられる場合、出力回転部26は、駆動入力回転部40を含んでもよい。
・第1実施形態において、ドライブユニット50が人力駆動車10の車輪14の車軸12に設けられてもよい。例えば、図4および図17に示されるように、ドライブユニット50は、例えば、ハブシェル38をさらに含む。ドライブユニット50は、例えば、出力回転部26を含む。本変更例の出力回転部26は、ハブシェル38である。本変更例のハウジング36は、ハブシェル38を含む。本変更例の増速機24、モータ28、変速機30、および、モータ減速機32は、追加ハウジング70Aに設けられる。本変更例の減速機34の少なくとも一部は、ハブシェル38の内部空間に配置される。例えば、減速機34は、遊星歯車機構68を含む。遊星歯車機構68は、ハブシェル38の内部空間に配置される。本変更例の減速機34は、減速回転中心軸心A11と、減速入力回転部34Aと、減速出力回転部34Bと、を有する。例えば、減速回転中心軸心A11は、車軸12の回転中心軸心C3と実質的に同軸である。減速入力回転部34Aは、減速回転中心軸心A11まわりに回転可能である。減速出力回転部34Bは、減速回転中心軸心A11まわりに回転可能である。減速回転中心軸心A11は、回転中心軸心C3と実質的に同軸である。例えば、変速機30は、入力回転部22に人力駆動力を出力するように配置される。入力回転部22は、例えば、駆動出力回転部42を含む。
・第3実施形態において、減速機34が、ハブシェル38に設けられてもよい。例えば、図18に示されるように、減速機34は、人力駆動車10の車輪14の車軸12に少なくとも一部が設けられる。減速機34は、減速回転中心軸心A11と、減速入力回転部34Aと、減速出力回転部34Bと、を有する。減速入力回転部34Aは、例えば、減速回転中心軸心A11まわりに回転可能である。減速出力回転部34Bは、例えば、減速回転中心軸心A11まわりに回転可能である。減速回転中心軸心A11は、回転中心軸心C3と実質的に同軸である。本変更例の増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、および、モータ回転軸心A5は、減速回転中心軸心A11と異なる。例えば、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、減速回転中心軸心A11、および、モータ回転軸心A5のうち実質的に同軸である3つ以上の軸心は、入力中心軸心C1と実質的に同軸である。本変更例では、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、および、モータ回転軸心A5が、入力中心軸心C1と実質的に同軸である。
・第5実施形態において、例えば、増速入力回転部24Aは、第1プーリを含み、増速出力回転部24Bは、第2プーリを含み、無端環状部材72Aは、ベルトを含んでもよい。第2増速機72がベルト式の増速機構を含んでもよい。
・第5実施形態において、増速機24が第1増速機70を含まなくてもよい。例えば、図19に示されるように、増速機24は、増速入力部24Cと、増速出力部24Dと、無端環状部材44と、を含む。本実施形態の増速入力部24Cは、入力回転軸54を介して、人力駆動力が入力されるように構成される。増速入力部24Cは、スプロケット82およびプーリの一方を含む。増速出力部24Dは、スプロケット82およびプーリの一方を含む。例えば、スプロケット82およびプーリの一方は、スプロケット82である。スプロケット82およびプーリの一方は、複数の歯を有する。スプロケット82は、複数の歯を有する。複数の歯の数は、例えば、10以下である。複数の歯の数は、例えば、9以下である。複数の歯の数は、例えば、9である。スプロケット82およびプーリの一方のピッチ円直径X3は、例えば、38mm以下である。スプロケット82のピッチ円直径X3は、例えば、38mm以下である。複数の歯の数が10以下であって、ピッチ円直径X3が38mm以下のスプロケット82の一例は、例えば、図2の駆動入力回転部40である。
・第5実施形態において、増速機24が第1増速機70を含まず、かつ、モータ28を含まなくてもよい。例えば、図20に示されるように、ドライブユニット50は、モータ28およびモータ減速機32を含まなくてもよい。変更例の合力部52は、人力駆動力のみが入力されるように構成される。
・ドライブユニット50は、人力駆動車10の車輪14の車軸12に設けられ、人力駆動力が入力されるように構成される入力回転部22と、入力回転部22を介して、人力駆動力が入力され、人力駆動車10の車輪14に人力駆動力を出力するように構成される出力回転部26と、人力駆動力の伝達経路において、入力回転部22と出力回転部26との間に設けられる減速機34と、を備え、減速機34の減速比が0よりも大きく、かつ、0.65以下であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。
・ドライブユニット50は、人力駆動車10の車輪14の車軸12に設けられ、人力駆動力が入力されるように構成される増速機24と、複数の変速ステージを有し、増速機24を介して人力駆動力が入力されるように構成される変速機30と、変速機30を介して人力駆動力が入力されるように構成される減速機34と、を備えていれば、他の構成は省略されてもよい。
・ドライブユニット50は、人力駆動力が入力されるように構成される増速機24と、複数の変速ステージを有し、増速機24を介して人力駆動力が入力されるように構成される変速機30と、を備え、増速機24の増速比が3以上、かつ、11以下であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、人力駆動力の伝達経路において、増速機24の下流に変速機30が設けられれば、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。
・ドライブユニット50は、人力駆動力が入力されるように構成される増速機24を備え、増速機24は、人力駆動力が入力されるように構成される増速入力回転部24Aと、人力駆動力を出力するように構成される増速出力回転部24Bと、を含み、増速入力回転部24Aは、増速入力回転軸心A2を有し、増速出力回転部24Bは、増速入力回転軸心A2と同軸に配置される増速出力回転軸心A3を有し、増速機24の増速比は、3以上、かつ、20以下であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。
・ドライブユニット50は、人力駆動車10に推進力を付与するように構成されるモータ28と、モータ28から入力されるモータ駆動力を、人力駆動力の伝達経路に出力するモータ減速機32と、を備え、モータ減速機32のモータ減速比が0.125以上、かつ、1未満であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。本変更例では、モータ駆動力が増速機24よりも下流側で合力されれば、モータ駆動力と人力駆動力との合力部52の構成は適宜変更されてもよい。
・ドライブシステム20は、人力駆動力が入力されるように構成される入力回転部22と、入力回転部22を介して、人力駆動力が入力されるように構成される増速機24と、増速機24を介して、人力駆動力が入力されるように構成される出力回転部26と、人力駆動車10に推進力を付与するように構成されるモータ28と、を備え、モータ28は、人力駆動力の伝達経路において、増速機24から出力回転部26までの間にモータ駆動力を出力するように構成され、増速機24の増速比が3以上、かつ、20以下であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。本変更例では、人力駆動力の伝達経路において、モータ駆動力が増速機24よりも下流側で合力されれば、モータ駆動力と人力駆動力との合力部52の構成は適宜変更されてもよい。
・ドライブシステム20は、人力駆動力が入力されるように構成される入力回転部22と、入力回転部22を介して、人力駆動力が入力されるように構成される増速機24と、増速機24を介して、人力駆動力が入力されるように構成される減速機34と、人力駆動車10に推進力を付与するように構成されるモータ28と、を備え、モータ28は、人力駆動力の伝達経路において、増速機24と減速機34との間にモータ駆動力を出力するように構成されていれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、人力駆動力の伝達経路において、増速機24よりも下流側に減速機34が設けられれば、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。
・ドライブシステム20は、人力駆動車10に推進力を付与するように構成されるモータ28と、モータ28からモータ駆動力が入力され、かつ、人力駆動力が入力されるように構成される減速機34と、を備え、減速機34の減速比が0より大きく、かつ、1未満であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。本変更例では、人力駆動力の伝達経路において、モータ駆動力が減速機34よりも上流側で合力されれば、モータ駆動力と人力駆動力との合力部52の構成は適宜変更してもよい。
・ドライブユニット50は、ハウジング36と、ハウジング36に設けられ、人力駆動力が入力されるように構成される増速機24と、ハウジング36に設けられ、複数の変速ステージを有し、増速機24を介して人力駆動力が入力されるように構成される変速機30と、人力駆動車10に推進力を付与するように構成されるモータ28と、を備え、増速機24は、増速回転中心軸心A1と、増速回転中心軸心A1まわりに回転可能な増速入力回転部24Aと、増速回転中心軸心A1まわりに回転可能な増速出力回転部24Bと、を有し、変速機30は、変速回転中心軸心A4と、変速回転中心軸心A4まわりに回転可能な変速入力回転部30Aと、変速回転中心軸心A4まわりに回転可能な変速出力回転部30Bと、を有し、モータ28は、モータ回転軸心A5を含み、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、および、モータ回転軸心A5は、実質的に同軸であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、人力駆動力の伝達経路において、増速機24の下流に変速機30が設けられれば、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。本変更例では、モータ駆動力と人力駆動力との合力部52の構成は適宜変更されてもよい。
・ドライブユニット50は、ハウジング36と、ハウジング36に設けられ、人力駆動力が入力されるように構成される増速機24と、ハウジング36に設けられ、複数の変速ステージを有し、増速機24を介して人力駆動力が入力されるように構成される変速機30と、ハウジング36に設けられ、変速機30を介して人力駆動力が入力されるように構成される減速機34と、人力駆動車10に推進力を付与するように構成されるモータ28と、を備え、増速機24は、増速回転中心軸心A1と、増速回転中心軸心A1まわりに回転可能な増速入力回転部24Aと、増速回転中心軸心A1まわりに回転可能な増速出力回転部24Bと、を有し、変速機30は、変速回転中心軸心A4と、変速回転中心軸心A4まわりに回転可能な変速入力回転部30Aと、変速回転中心軸心A4まわりに回転可能な変速出力回転部30Bと、を有し、減速機34は、減速回転中心軸心A11と、減速回転中心軸心A11まわりに回転可能な減速入力回転部34Aと、減速回転中心軸心A11まわりに回転可能な減速出力回転部34Bと、を有し、モータ28は、モータ回転軸心A5を含み、増速回転中心軸心A1、変速回転中心軸心A4、減速回転中心軸心A11、および、モータ回転軸心A5のうち3つ以上は、実質的に同軸であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、モータ駆動力と人力駆動力との合力部52の構成は適宜変更してもよい。
・ドライブシステム20は、増速機24を備え、増速機24は、人力駆動力が入力される入力回転軸54を介して、人力駆動力が入力されるように構成される増速入力回転部24Aと、人力駆動車10の車輪14に人力駆動力を出力するように構成される増速出力回転部24Bと、増速入力回転部24Aおよび増速出力回転部24Bを連結する無端環状部材72Aと、を含み、増速機24の増速比は、3以上、かつ、20以下であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。
・ドライブシステム20は、人力駆動力が入力される入力回転軸54を介して、人力駆動力が入力されるように構成される第1増速機70と、第1増速機70を介して、人力駆動力が入力されるように構成される第2増速機72と、を備え、第2増速機72は、第1増速機70を介して人力駆動力が入力されるように構成され、回転軸中心軸心A12を有する増速入力回転部24Aと、人力駆動車10の車輪14に人力駆動力を出力するように構成される増速出力回転部24Bと、増速入力回転部24Aおよび増速出力回転部24Bを連結する無端環状部材72Aと、を含み、第1増速機70の少なくとも一部は、回転軸中心軸心A12に関して、増速入力回転部24Aの径方向の内側に配置され、第1増速機70および第2増速機72による増速比が3以上、かつ、20以下であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、人力駆動力の伝達経路において、第1増速機70の下流に第2増速機72が設けられれば、第1増速機70、第2増速機72、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。
・ドライブシステム20は、増速機24を備え、増速機24は、人力駆動力が入力される入力回転軸54を介して、人力駆動力が入力されるように構成される増速入力部24Cと、人力駆動車10の車輪14に人力駆動力を出力するように構成される増速出力部24Dと、増速入力部24Cおよび増速出力部24Dを連結する無端環状部材72Aと、を含み、増速出力部24Dは、スプロケット82およびプーリの一方を含み、スプロケット82およびプーリの一方は、複数の歯を有し、複数の歯の数は、10以下であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。
・ドライブシステム20は、人力駆動力が入力される入力回転軸54を介して、人力駆動力が入力される単一のピッチ円を有する駆動入力回転部40と、人力駆動車10の車輪14に人力駆動力を出力する単一のピッチ円を有する駆動出力回転部42と、駆動入力回転部40および駆動出力回転部42を連結する無端環状部材44と、を備え、駆動出力回転部42の出力ピッチ円直径X2に対する、駆動入力回転部40の入力ピッチ円直径X1のピッチ円比率が0よりも大きく、かつ、1以下であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。
・ドライブユニット50は、人力駆動力の伝達経路に設けられる変速機30を備え、変速機30は、少なくとも4つの変速ステージを有し、変速機30は、変速回転中心軸心A4と、変速回転中心軸心A4まわりに回転可能な変速入力回転部30Aと、変速回転中心軸心A4まわりに回転可能な変速出力回転部30Bと、を有し、変速回転中心軸心A4に垂直な方向における変速機30の最大寸法Y1は80mm以下であり、かつ、変速回転中心軸心A4に平行な方向における変速機30の最大寸法Y2は30mm以下であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。
・ドライブユニット50は、人力駆動力が入力される入力回転軸54を支持するように構成されるハウジング36と、ハウジング36に設けられ、入力回転軸54を介して人力駆動力が入力されるように構成される変速機30と、を備え、変速機30は、変速回転中心軸心A4と、変速回転中心軸心A4まわりに回転可能な変速入力回転部30Aと、変速回転中心軸心A4まわりに回転可能な変速出力回転部30Bと、を有し、変速回転中心軸心A4に垂直な方向における変速機30の最大寸法Y1は80mm以下であり、かつ、変速回転中心軸心A4に平行な方向における変速機30の最大寸法Y2は30mm以下であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。
・ドライブユニット50は、人力駆動力の伝達経路に設けられる変速機30を備え、変速機30は、第1遊星アセンブリ62、および、第1遊星アセンブリ62と接続される第2遊星アセンブリ64を含み、第1遊星アセンブリ62および第2遊星アセンブリ64は、共通の変速回転中心軸心A4を有し、変速回転中心軸心A4に垂直な方向における変速機30の最大寸法Y1は80mm以下であり、かつ、変速回転中心軸心A4に平行な方向における変速機30の最大寸法Y2が30mm以下であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。
・ドライブユニット50は、人力駆動車10の車輪14の車軸12に設けられ、複数の変速ステージを有し、人力駆動力の伝達経路に設けられ、人力駆動車10の変速比を変更するように構成される変速機30と、変速機30を介して人力駆動力が入力されるように構成される減速機34と、車輪14と接続され、減速機34から入力される人力駆動力を車輪14に出力するように構成される出力回転部26と、を備え、減速機34の減速比が0よりも大きく、かつ、1未満であれば、他の構成は省略されてもよい。本変更例では、人力駆動力の伝達経路において、変速機30の下流に減速機34が設けられれば、増速機24、変速機30、および、減速機34のうちの人力駆動力の伝達順は、適宜変更されてもよい。
・モータ28を含む各実施形態のドライブユニット50は、モータ28を制御するように構成される制御装置を含んでいてもよい。制御装置は、例えば、ハウジング36に収容される。制御装置は、予め定められる制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。演算処理装置は、例えば、CPU(Central Processing Unit)またはMPU(Micro Processing Unit)を含む。制御装置は、例えば、演算処理装置によって制御されるインバータ回路をさらに含む。インバータ回路は、演算処理装置とモータとに電気的に接続される。モータ28を含む各実施形態のドライブユニット50は、クランク軸16に入力される人力駆動力に応じた信号を出力するトルクセンサをさらに含んでいてもよい。制御装置は、例えば、トルクセンサの検出結果に応じて、モータ28を制御するように構成される。制御装置によるモータ28の制御方法は、さまざまな制御方法を用いることができ、特に限定されない。トルクセンサとしては、ひずみゲージ、または、磁歪センサなどの公知のセンサを用いることができるので、トルクセンサの詳細な説明については省略される。トルクセンサは、例えば、入力伝達部22Aに設けられてもよく、一対のクランクアーム16Aに設けられてもよい。
本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、所望の選択肢の「1つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が2つであれば「1つの選択肢のみ」または「2つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも1つ」という表現は、選択肢の数が3つ以上であれば「1つの選択肢のみ」または「2つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。
10…人力駆動車、12…車軸、14…車輪、16…クランク軸、24…増速機、24A…増速入力回転部、24B…増速出力回転部、28…モータ、30…変速機、30C…変速入力部、30D…変速出力部、34…減速機、50…ドライブユニット。
Claims (21)
- 人力駆動車の車輪の車軸に設けられる人力駆動車用のドライブユニットであって、
人力駆動力が入力されるように構成される増速機と、
複数の変速ステージを有し、前記増速機を介して前記人力駆動力が入力されるように構成される変速機と、
前記変速機を介して前記人力駆動力が入力されるように構成される減速機と、を備える、ドライブユニット。 - 前記減速機の減速比は、0より大きく、かつ、0.8以下である、請求項1に記載のドライブユニット。
- 前記減速比は、0.1以上、かつ、0.5以下である、請求項2に記載のドライブユニット。
- 前記減速比は、0.15以上、かつ、0.3以下である、請求項3に記載のドライブユニット。
- 前記増速機、前記変速機、および、前記減速機の少なくとも1つは、金属材料を含む、請求項1に記載のドライブユニット。
- 前記増速機、前記変速機、および、前記減速機の少なくとも1つは、樹脂材料を含む、請求項1に記載のドライブユニット。
- 人力駆動車用のドライブユニットであって、
人力駆動力が入力されるように構成される増速機と、
複数の変速ステージを有し、前記増速機を介して前記人力駆動力が入力されるように構成される変速機と、を備え、
前記増速機の増速比は、3以上、かつ、11以下である、ドライブユニット。 - 前記増速機は、歯車、プーリ、および、無端環状部材の少なくとも1つを含む、請求項7に記載のドライブユニット。
- 前記複数の変速ステージは、それぞれ変速比が異なり、
前記変速機は、
前記人力駆動力が入力されるように構成される変速入力部と、
前記人力駆動力を出力するように構成される変速出力部と、を含み、
前記変速比は、前記変速入力部の回転速度に対する前記変速出力部の回転速度の比率であり、
前記複数の変速ステージの前記変速比のうち最小変速比に対する前記複数の変速ステージの前記変速比のうち最大変速比の比は、1.2以上、かつ、8以下である、請求項1から8のいずれか一項に記載のドライブユニット。 - 前記最小変速比に対する前記最大変速比の比は、1.7以上、かつ、7以下である、請求項9に記載のドライブユニット。
- 前記最小変速比に対する前記最大変速比の比は、2.4以上、かつ、6以下である、請求項10に記載のドライブユニット。
- 前記複数の変速ステージは、それぞれ変速比が異なり、
前記変速機は、
前記人力駆動力が入力されるように構成される変速入力部と、
前記人力駆動力を出力するように構成される変速出力部と、を含み、
前記変速比は、前記変速入力部の回転速度に対する前記変速出力部の回転速度の比率であり、
前記複数の変速ステージは、前記変速比が第1比率である第1変速ステージと、前記変速比が第2比率である第2変速ステージと、を含み、
前記第2比率は、前記複数の変速ステージの前記変速比のうち前記第1比率よりも大きく、かつ、前記第1比率に最も近く、
前記第2比率に対する前記第1比率の比は、0.75以上、かつ、1未満である、請求項1から8のいずれか一項に記載のドライブユニット。 - 前記第2比率に対する前記第1比率の比は、0.8以上、かつ、1未満である、請求項12に記載のドライブユニット。
- 前記第2比率に対する前記第1比率の比は、0.85以上、かつ、1未満である、請求項13に記載のドライブユニット。
- 人力駆動車用のドライブユニットであって、
人力駆動力が入力されるように構成される増速機を備え、
前記増速機は、前記人力駆動力が入力されるように構成される増速入力回転部と、前記人力駆動力を出力するように構成される増速出力回転部と、を含み、
前記増速入力回転部は、増速入力回転軸心を有し、
前記増速出力回転部は、前記増速入力回転軸心と同軸に配置される増速出力回転軸心を有し、
前記増速機の増速比は、3以上、かつ、20以下である、ドライブユニット。 - 前記増速比は、5以上、かつ、18以下である、請求項7、8、および、15のいずれか一項に記載のドライブユニット。
- 前記増速比は、7以上、かつ、16以下である、請求項16に記載のドライブユニット。
- 前記増速比は、9以上、かつ、14以下である、請求項17に記載のドライブユニット。
- 人力駆動車用のドライブユニットであって、
人力駆動力が入力されるように構成される増速機を備え、
前記増速機の増速比は、6以上、かつ、20以下である、ドライブユニット。 - 前記人力駆動車のクランク軸をさらに備える、請求項7、15、および、19のいずれか一項に記載のドライブユニット。
- 前記人力駆動車に推進力を付与するように構成されるモータをさらに備える、請求項1、7、15、および、19のいずれか一項に記載のドライブユニット。
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