JP7296258B2 - 人力駆動車用のドライブシステム - Google Patents

Description

本発明は、人力駆動車用のドライブシステムに関する。

例えば、特許文献１に開示されている人力駆動車用のドライブユニットは、クランク軸と、クランク軸に連結され、かつ、クランク軸が挿通される出力部と、を備える。出力部の軸方向の端部には、複数のスプロケットが取り付けられている。

独国特許出願公開第１０２０１３２００８８７号明細書

特許文献１に開示されているドライブユニットでは、チェーンラインを最適にするために、例えば、スプロケットをクランク軸の軸方向における中心面から離れた位置に移動させると、クランク軸の軸方向において、出力部が長くなる。このため、クランク軸の軸方向においてドライブユニットが大きくなる。
本発明の目的の１つは、クランク軸の軸方向においてドライブユニットを小型に構成しやすい人力駆動車用のドライブシステム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システムは、人力駆動車用のドライブシステムであって、クランク軸と、前記クランク軸に連結され、かつ、前記クランク軸が挿通される中空の出力部と、前記クランク軸から前記出力部までの駆動経路に駆動力を伝達するように構成されるモータと、を備えるドライブユニットと、前記ドライブユニットに取付可能な人力駆動車用のギアアセンブリと、を備え、前記ギアアセンブリは、前記クランク軸の軸方向において、前記出力部の第１端部に着脱可能に連結するように構成される連結部と、前記連結部に接続される第１スプロケットと、前記連結部に接続され、前記第１スプロケットよりも最大直径が大きい第２スプロケットと、を含み、前記第１スプロケットおよび前記第２スプロケットの少なくとも１つの歯の先端は、前記クランク軸の前記軸方向において、前記出力部の前記第１端部の端面よりも、前記クランク軸の軸方向における中心面から離れた位置に配置される。
第１側面のドライブシステムによれば、第１スプロケットおよび第２スプロケットの少なくとも１つの歯の先端は、クランク軸の軸方向において、出力部の第１端部の端面よりも、クランク軸の軸方向における中心面から離れた位置に配置されるため、クランク軸の軸方向においてドライブユニットを小型に構成しやすい。

本開示の第１側面に従う第２側面のドライブシステムにおいて、前記第２スプロケットは、前記クランク軸の前記軸方向において、前記第１スプロケットよりも、前記クランク軸の軸方向における前記中心面から離れた位置に配置される。
第２側面のドライブシステムによれば、第１スプロケットよりも最大直径が大きい第２スプロケットを第１スプロケットよりもクランク軸の軸方向における中心面から離れた位置に配置できる。

本開示の第２側面に従う第３側面のドライブシステムにおいて、前記第１スプロケットの歯の先端は、前記クランク軸の前記軸方向における前記第１端部の端面よりも、前記クランク軸の軸方向における前記中心面に近い位置に配置される。
第３側面のドライブシステムによれば、第２スプロケットの歯の先端をクランク軸の軸方向における第１端部の端面よりも、クランク軸の軸方向における中心面から離れた位置に配置し、かつ、第１スプロケットの歯の先端をクランク軸の軸方向における第１端部の端面よりも、クランク軸の軸方向における中心面に近い位置に配置できる。

本開示の第２側面に従う第４側面のドライブシステムにおいて、前記第１スプロケットの歯の先端は、前記クランク軸の前記軸方向における前記第１端部の端面よりも、前記クランク軸の軸方向における前記中心面から離れた位置に配置される。
第４側面のドライブシステムによれば、第２スプロケットの歯の先端および第１スプロケットの歯の先端をクランク軸の軸方向における第１端部の端面よりも、クランク軸の軸方向における中心面から離れた位置に配置できる。

本開示の第１から第４側面のいずれか１つに従う第５側面のドライブシステムにおいて、前記第１スプロケットおよび前記第２スプロケットの少なくとも１つは、前記連結部に対して着脱可能に構成される。
第５側面のドライブシステムによれば、第１スプロケットおよび第２スプロケットの少なくとも１つを連結部から取り外せる。

本開示の第１から第５側面のいずれか１つに従う第６側面のドライブシステムにおいて、前記第１スプロケットおよび前記第２スプロケットの少なくとも１つは、前記連結部と一体に形成される。
第６側面のドライブシステムによれば、第１スプロケットおよび第２スプロケットの少なくとも１つと連結部とを一体に形成できる。

本開示の第１から第６側面のいずれか１つに従う第７側面のドライブシステムにおいて、前記出力部は、第１スプライン部を含み、前記連結部は、前記第１スプライン部に連結されるように構成される第２スプライン部を含む。
第７側面のドライブシステムによれば、第１スプライン部と第２スプライン部とによって出力部の回転を好適に連結部に伝達できる。

本開示の第７側面に従う第８側面のドライブシステムにおいて、前記第１スプライン部は、前記出力部の外周部に設けられ、前記連結部は、前記出力部の前記外周部に取り付けられる。
第８側面のドライブシステムによれば、連結部を出力部の外周部に設けられる第１スプライン部に結合できる。

本開示の第８側面に従う第９側面のドライブシステムにおいて、ロックリングをさらに含み、前記出力部は、前記ロックリングに結合するように構成されるねじ部を含み、前記ねじ部は、前記出力部の内周部に設けられる。
第９側面のドライブシステムによれば、ロックリングを出力部の内周部取り付けることができる。

本開示の第１から第９側面のいずれか１つに従う第１０側面のドライブシステムにおいて、前記クランク軸の軸方向の一端部に設けられ、かつ、一部が前記第１スプロケットおよび第２スプロケットの径方向内側に設けられる第１クランクアームをさらに含み、前記第１クランクアームの前記クランク軸の軸方向における前記中心面を向く端面は、前記第１スプロケットの歯の先端および前記第２スプロケットの歯の先端よりも、前記クランク軸の軸方向における前記中心面に近い位置に配置される。
第１０側面のドライブシステムによれば、クランク軸の軸方向の長さを短くできる。

本開示の第１から第１０側面のいずれか１つに従う第１１側面のドライブシステムにおいて、ハウジングをさらに備え、前記出力部は、前記ハウジングから露出する露出部を含み、前記連結部は、前記出力部の前記露出部に取り付けられる。
第１１側面のドライブシステムによれば、連結部は出力部の露出部に取り付けることができるため、連結部の出力部への取り付けを簡便にできる。

本開示の第１から第１１側面のいずれか１つに従う第１２側面のドライブシステムにおいて、前記モータと、前記出力部との間の伝達経路に設けられるワンウェイクラッチをさらに備える。
第１２側面のドライブシステムによれば、ワンウェイクラッチによって出力部の回転をモータに伝達することが抑制される。

本開示の第１２側面に従う第１３側面のドライブシステムにおいて、前記モータと、前記出力部とを連結する減速機をさらに備え、前記ワンウェイクラッチは、前記減速機と、前記出力部との間に配置される。
第１３側面のドライブシステムによれば、ワンワイクラッチによって出力部の回転を減速機に伝達することが抑制される。

本開示の第１３側面に従う第１４側面のドライブシステムにおいて、前記ワンウェイクラッチは、前記出力部と同軸に配置される。
第１４側面のドライブシステムによれば、ワンウェイクラッチを出力部と同軸に配置できる。

本開示の第１から第１４側面のいずれか１つに従う第１５側面のドライブシステムにおいて、前記モータの回転軸心は、前記クランク軸の回転軸心とは異なる。
第１５側面のドライブシステムによれば、モータをクランク軸から離れた位置に配置できる。

本開示の第１から第１５側面のいずれか１つに従う第１６側面のドライブシステムにおいて、前記クランク軸は、中空形状である。
第１６側面のドライブシステムによれば、クランク軸が中空形状であるため、ドライブシステムの軽量化に貢献できる。

本開示の第１から第１６側面のいずれか１つに従う第１７側面のドライブシステムにおいて、前記第１スプロケットおよび前記第２スプロケットの歯数は、３０個以上かつ５５個以下である。
第１７側面のドライブシステムによれば、第１スプロケットおよび第２スプロケットの歯数が３０個以上かつ５５個以下のドライブシステムにおいて、クランク軸の軸方向においてドライブユニットを小型に構成しやすい。

本開示の第１から第１７側面のいずれか１つに従う第１８側面のドライブシステムにおいて、前記第１スプロケットの歯数は、３０個以上かつ４４個以下である。
第１８側面のドライブシステムによれば、第１スプロケットの歯数が３０個以上かつ４４個以下のドライブシステムにおいて、クランク軸の軸方向においてドライブユニットを小型に構成しやすい。

本開示の第１から第１８側面のいずれか１つに従う第１９側面のドライブシステムにおいて、前記第２スプロケットの歯数は、４５個以上かつ５５個以下である。
第１９側面のドライブシステムによれば、第２スプロケットの歯数が４５個以上かつ５５個以下のドライブシステムにおいて、クランク軸の軸方向においてドライブユニットを小型に構成しやすい。

本開示の第１から第１９側面のいずれか１つに従う第２０側面のドライブシステムにおいて、前記第１スプロケットおよび前記第２スプロケットの歯数の差は、８個以上かつ２０個以下である。
第２０側面のドライブシステムによれば、第１スプロケットおよび第２スプロケットの歯数の差は、８個以上かつ２０個以下のドライブシステムにおいて、クランク軸の軸方向においてドライブユニットを小型に構成しやすい。

本開示の人力駆動車用のドライブシステムは、クランク軸の軸方向においてドライブユニットを小型に構成しやすい。

実施形態の人力駆動車用のドライブシステムを含む人力駆動車の側面図。 図１のドライブユニットの斜視図。 図２のＤ３－Ｄ３線に沿う断面図。 第１例のドライブシステムの部分断面図。 第２例のドライブシステムの部分断面図。

（実施形態）
図１から図５を参照して、実施形態の人力駆動車用のドライブシステム４０について説明する。人力駆動車１０は、少なくとも人力駆動力によって駆動することができる車である。人力駆動車１０は、車輪の数が限定されず、例えば１輪車および３輪以上の車輪を有する車も含む。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、および、リカンベントなど種々の種類の自転車、ならびに、電動自転車（Ｅ－ｂｉｋｅ）を含む。電動自転車は、電気モータによって車両の推進を補助す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、フレーム１２と、クランク１４と、駆動輪１６Ａと、を含む。本実施形態では、人力駆動車１０は、従動輪１６Ｂをさらに含む。クランク１４には、人力駆動力が入力される。クランク１４は、フレーム１２に対して回転可能なクランク軸４６と、クランク軸４６の軸方向Ａ１の端部にそれぞれ設けられるクランクアーム７８，８２とを含む。各クランクアーム７８，８２には、一対のペダル１８がそれぞれ連結される。駆動輪１６Ａは、クランク１４が回転することによって駆動される。駆動輪１６Ａは、フレーム１２に支持される。クランク１４と駆動輪１６Ａとは、駆動機構２０によって連結される。駆動機構２０は、クランク軸４６に連結される第１回転体２２を含む。本実施形態では、クランク軸４６と第１回転体２２とは、一体に回転するように連結されている。クランク軸４６と第１回転体２２とは、第１ワンウェイクラッチを介して連結されていてもよい。第１ワンウェイクラッチは、クランク１４が前転した場合に、第１回転体２２を前転させ、クランク１４が後転した場合に、第１回転体２２を後転させないように構成される。第１回転体２２は、フロントスプロケットを含む。駆動機構２０は、第２回転体２４と、連結部材２６とをさらに含む。連結部材２６は、第１回転体２２の回転力を第２回転体２４に伝達する。連結部材２６は、例えば、チェーンを含む。

人力駆動車１０は、複数のフロントスプロケットを含む。複数のフロントスプロケットは、ドライブシステム４０の第１スプロケット６４および第２スプロケット６６を含む。人力駆動車１０は、複数のフロントスプロケットの間で連結部材２６を掛け替えるように構成されるフロントディレーラ２８をさらに含むことが好ましい。フロントディレーラ２８は、例えばフレーム１２に取り付けられる。

第２回転体２４は、駆動輪１６Ａに連結される。第２回転体２４は、リアスプロケットを含む。第２回転体２４と駆動輪１６Ａとの間には、好ましくは、第２ワンウェイクラッチが設けられている。第２ワンウェイクラッチは、第２回転体２４が前転した場合に、駆動輪１６Ａを前転させ、第２回転体２４が後転した場合に、駆動輪１６Ａを後転させないように構成される。

例えば、駆動輪１６Ａおよび従動輪１６Ｂの一方は前輪を含み、駆動輪１６Ａおよび従動輪１６Ｂの他方は後輪を含む。フレーム１２には、フロントフォーク３０を介して前輪が取り付けられている。フロントフォーク３０には、ハンドルバー３２がステム３４を介して連結されている。以下の実施形態では、後輪を駆動輪１６Ａとして説明するが、前輪が駆動輪１６Ａであってもよく、前輪および後輪の両方が駆動輪１６Ａであってもよい。

人力駆動車１０は、人力駆動車用のバッテリ３６を含む。バッテリ３６は、１または複数のバッテリ素子を含む。バッテリ素子は、充電池を含む。バッテリ３６は、ドライブユニット４２に電力を供給するように構成される。バッテリ３６は、好ましくは、ドライブユニット４２に設けられる制御装置と電気ケーブルまたは無線通信装置によって通信可能に接続される。バッテリ３６は、例えば電力線通信（ＰＬＣ；power line communication）によって制御装置と通信可能である。

ドライブシステム４０は、ドライブユニット４２と、ドライブユニット４２に取り付け可能な人力駆動車用のギアアセンブリ４４と、を備える。

ドライブユニット４２は、クランク軸４６と、クランク軸４６に連結され、かつ、クランク軸４６が挿通される中空の出力部４８と、クランク軸４６から出力部４８までの駆動経路に駆動力を伝達するように構成されるモータ５０と、を備える。出力部４８の少なくとも一部は、クランク軸４６の軸方向Ａ１において、クランク軸４６の第１端部４６Ａまたは第１端部４６Ａの近傍に設けられる。好ましくは、クランク軸４６は、中空形状である。クランク軸４６は、中実に形成されていてもよい。

好ましくは、ドライブシステム４０は、ハウジング５２をさらに備える。出力部４８は、ハウジング５２から露出する露出部４８Ｘを含む。ハウジング５２は、第１部分５２Ａと第２部分５２Ｂとを含む。第１部分５２Ａと第２部分５２Ｂとは、ボルト等によって取り付けられる。第１部分５２Ａには、クランク軸４６の第１端部４６Ａおよび出力部４８の露出部４８Ｘが挿通される第１孔５２Ｃが形成される。第２部分５２Ｂには、クランク軸４６の第２端部４６Ｂが挿通される第２孔５２Ｄが形成される。ハウジング５２は、フレーム１２に取り付けるためのフレーム取付部５２Ｅをさらに含む。フレーム取付部５２Ｅは、ハウジング５２の外周部に設けられる。フレーム取付部５２Ｅには、ハウジング５２をフレーム１２に取り付けるためのボルトが挿入される孔５２Ｆが形成される。本実施形態では、出力部４８は、実質的に円筒形状を有する。クランク軸４６の軸方向Ａ１に平行な方向における出力部４８の第１端部４８Ａに露出部４８Ｘが設けられる。クランク軸４６の軸方向Ａ１に平行な方向における出力部４８の第２端部４８Ｂは、クランク軸４６に連結される。クランク軸４６の外周部と、出力部４８の第２端部４８Ｂとには、それぞれセレーションが形成され、クランク軸４６の軸方向Ａ１まわりに相対回転不能にセレーションによって連結される。クランク軸４６と第１回転体２２とが第１ワンウェイクラッチを介して連結される場合には、出力部４８の第２端部４８Ｂと、クランク軸４６との間に第１ワンウェイクラッチが配置される。この場合、例えば、第１ワンウェイクラッチの内輪体にセレーションが形成されて、クランク軸４６に連結され、第１ワンウェイクラッチの外輪体と出力部４８とが一体に形成される。第１ワンウェイクラッチは、ローラクラッチ、スプラグ式クラッチ、または、ラチェット式クラッチを含む。

出力部４８は、第１軸受５４Ａによってハウジング５２に回転可能に支持される。第１軸受５４Ａは、例えば、転がり軸受を含む。クランク軸４６の第１端部４６Ａは、スリーブ５４Ｂを介して出力部４８に支持される。クランク軸４６の第２端部４６Ｂは、第３軸受５４Ｃによってハウジング５２に回転可能に支持される。第３軸受５４Ｃは、例えば、転がり軸受を含む。

好ましくは、ドライブシステム４０は、モータ５０と、出力部４８との間の伝達経路に設けられるワンウェイクラッチ５６をさらに備える。モータ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５０は、電気モータを含む。好ましくは、ドライブシステム４０は、モータ５０と、出力部４８とを連結する減速機５８をさらに備える。好ましくは、ワンウェイクラッチ５６は、減速機５８と、出力部４８との間に配置される。好ましくは、ワンウェイクラッチ５６は、出力部４８と同軸に配置される。ワンウェイクラッチ５６は、減速機５８に配置されてもよい。

好ましくは、モータ５０の回転軸心Ｃ２は、クランク軸４６の回転軸心Ｃ１とは異なる。好ましくは、モータ５０の回転軸心Ｃ２は、クランク軸４６の回転軸心Ｃ１と平行する。モータ５０の回転軸心Ｃ２は、予め定める方向から見て、クランク軸４６の回転軸心Ｃ１と直交していてもよい。好ましくは、減速機５８の少なくとも一部は、モータ５０の回転軸心Ｃ２とクランク軸４６の回転軸心Ｃ２との間に配置される。減速機５８は、例えば、直径が異なり、かつ、相互に噛み合う一対の平歯車と、直径が異なり、かつ、相互に噛み合う一対のヘリカル歯車と、直径が異なる一対のプーリーおよびベルトと、直径が異なる一対のスプロケットおよびチェーンと、の少なくとも１つを含む。本実施形態では、減速機５８は、例えば、複数対の歯車を含む。減速機５８は、例えば、２段階でモータ５０の回転を減速して出力部４８に伝達する。減速機５８は、１段階、または、３段階以上でモータ５０の回転を減速して出力部４８に伝達してもよい。

好ましくは、ドライブユニット４２は、回路基板６０をさらに含む。回路基板６０は、プリント配線基板を含む。好ましくは、回路基板６０は、モータ５０を制御するための制御部を含む。回路基板６０は、ハウジング５２に設けられる。制御部は、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。演算処理装置は、相互に離れた複数の場所に設けられてもよい。制御部は、１または複数のマイクロコンピュータを含んでいてもよい。制御部は、記憶部をさらに含んでいてもよい。記憶部には、各種の制御プログラムおよび各種の制御処理に用いられる情報が記憶される。記憶部は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。

回路基板６０は、好ましくは、モータ５０の駆動回路をさらに備える。駆動回路と、制御部とは、例えば１つの回路基板６０に設けられる。ドライブユニット４２は、２つ以上の回路基板６０を含み、駆動回路と制御部とが異なる回路基板６０に設けられてもよい。駆動回路は、インバータ回路を含む。駆動回路は、バッテリ３６からモータ５０に供給される電力を制御する。駆動回路は、制御部と、電線、プリント配線または無線通信装置を介して、接続されている。駆動回路は、制御部からの制御信号に応じてモータ５０を駆動させる。制御部は、人力駆動車１０の走行速度、クランク軸４６の回転速度、および、人力駆動力の少なくとも１つに応じてモータ５０を制御する。

ギアアセンブリ４４は、クランク軸４６の軸方向Ａ１において、出力部４８の第１端部４８Ａに着脱可能に連結するように構成される連結部６２と、連結部６２に接続される第１スプロケット６４と、連結部６２に接続され、第１スプロケット６４よりも最大直径が大きい第２スプロケット６６と、を含む。

連結部６２は、出力部４８の露出部４８Ｘに取り付けられる。好ましくは、出力部４８は、第１スプライン部６８を含む。連結部６２は、第１スプライン部６８に連結されるように構成される第２スプライン部７０を含む。第１スプライン部６８は、出力部４８の外周部に設けられ、連結部６２は、出力部４８の外周部に取り付けられる。好ましくは、第１スプライン部６８は、露出部４８Ｘの外周部に設けられる。第２スプライン部７０は、連結部６２の内周部に設けられる。

好ましくは、ドライブシステム４０は、ロックリング７２をさらに含む。出力部４８は、ロックリング７２に結合するように構成されるねじ部７４を含む。ねじ部７４は、出力部４８の内周部に設けられる。ねじ部７４は、少なくとも一部がクランク軸４６の軸方向Ａ１において、第１スプライン部６８と重複する位置に設けられる。ロックリング７２は、ねじ部７４に結合可能な雄ねじ部７６を含む。

好ましくは、ドライブシステム４０は、クランク軸４６の軸方向Ａ１の一端部に設けられ、かつ、一部が第１スプロケット６４および第２スプロケット６６の径方向内側に設けられる第１クランクアーム７８をさらに含む。第１クランクアーム７８が設けられるクランク軸４６の軸方向Ａ１の一端部は、クランク軸４６の第１端部４６Ａに対応する。クランク軸４６の第１端部４６Ａと、第１クランクアーム７８とは、互いに結合するように構成される。クランク軸４６の第１端部４６Ａと、第１クランクアーム７８とは、どのような構造によって結合されてもよく、結合構造は特に限定されない。クランク軸４６の第１端部４６Ａの、クランク軸４６の回転軸心Ｃ１まわりの外周部は、クランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡから離れるほどクランク軸４６の回転軸心Ｃ１に近づく、複数の傾斜面を有していてもよく、または、セレーションを有していてもよい。複数の傾斜面は、例えば４つの傾斜面を含む。

第１端部４６Ａの内周部には、例えば、第１クランクアーム７８をクランク軸４６に固定するためのボルト８０を結合するように構成される雌ねじ部４６Ｘが設けられる。第１クランクアーム７８の長手方向の一端部には、クランク軸４６の第１端部４６Ａの外周部を挿入するように構成される孔７８Ａが設けられる。第１クランクアーム７８の孔７８Ａと、クランク軸４６の第１端部４６Ａとは、第１クランクアーム７８の孔７８Ａにクランク軸４６の第１端部４６Ａが挿入された状態において、クランク軸４６に対して第１クランクアーム７８が、クランク軸４６の回転軸心Ｃ１まわりに相対回転しないように形成される。第１クランクアーム７８の孔７８Ａを定義する内周面は、クランク軸４６の第１端部４６Ａの、クランク軸４６の回転軸心Ｃ１まわりの外周面に相補的な形状を有する。第１クランクアーム７８の孔７８Ａに、第１端部４６Ａが嵌め込まれた状態において、孔７８Ａを介してボルト８０が雌ねじ部４６Ｘに結合されることによって、第１クランクアーム７８がクランク軸４６に固定される。雌ねじ部４６Ｘおよびボルト８０は、省略されてもよい。この場合、第１クランクアーム７８の長手方向の一端部において、孔７８Ａの近傍にボルトおよび雌ねじ部が設けられ、ボルトを雌ねじ部に結合させることによって、第１クランクアーム７８のうちの孔７８Ａの周囲の部分を変形させることによって、第１クランクアーム７８がクランク軸４６に固定される。

好ましくは、ドライブシステム４０は、クランク軸４６の軸方向Ａ１の第２端部４６Ｂに設けられる第２クランクアーム８２をさらに含む。クランク軸４６の第２端部４６Ｂと、第２クランクアーム８２とは、互いに結合するように構成される。クランク軸４６の第２端部４６Ｂと、第２クランクアーム８２との結合構造は、クランク軸４６の第１端部４６Ａと、第１クランクアーム７８との結合構造と同様であるので、説明を省略する。

好ましくは、第１スプロケット６４および第２スプロケット６６の少なくとも１つは、連結部６２に対して着脱可能に構成される。第１スプロケット６４および第２スプロケット６６の両方が、連結部６２に対して着脱可能に構成されてもよい。好ましくは、第１スプロケット６４および第２スプロケット６６の少なくとも１つは、連結部６２と一体に形成される。第１スプロケット６４および第２スプロケット６６の両方が、連結部６２と一体に形成されてもよい。図４では、第２スプロケット６６は、連結部６２と一体に形成され、第１スプロケット６４は、連結部６２に対して着脱可能に構成される。第１スプロケット６４は、ボルト８６によって連結部６２に対して着脱可能に構成される。

第１スプロケット６４は、環状に形成される第１ベース６４Ａと、第１ベース６４Ａの外周部に設けられる複数の第１歯部６４Ｂと、を含む。第２スプロケット６６は、環状に形成される第２ベース６６Ａと、第２ベース６６Ａの外周部に設けられる複数の第２歯部６６Ｂと、を含む。第１ベース６４Ａには、周方向に間隔をあけて、クランク軸４６の回転軸心Ｃ１に平行な方向に貫通する複数の貫通孔６４Ｃが形成される。連結部６２は、環状に形成される。連結部６２は、第２スプライン部７０が設けられる内周部６２Ａと、第２スプロケット６６が設けられる外周部６２Ｂと、を含む。好ましくは、内周部６２Ａと外周部６２Ｂとは、クランク軸４６の回転軸心Ｃ１まわりに相互に間隔をあけて配置される複数のアーム６３によって連結される。好ましくは、内周部６２Ａと外周部６２Ｂと複数のアーム６３とは、一体成形される。連結部６２の外周部６２Ｂには、複数のねじ孔６２Ｃが形成される。ボルト８６の軸部８６Ａが、第１ベース６４Ａの貫通孔６４Ｃを通って、連結部６２の外周部６２Ｂのねじ孔６２Ｃに結合される。第１スプロケット６４は、ボルト８６の頭部８６Ｂと連結部６２との間に挟まれて、固定される。複数のねじ孔６２Ｃは、連結部６２の外周部６２Ｂではなく、複数のアーム６３にそれぞれ形成されてもよく、第２スプロケット６６の第２ベース６６Ａに形成されてもよい。

第１スプロケット６４は、ボルト８６と、ナットとによって連結部６２、アーム６３、または、第２スプロケット６６に対して着脱可能に構成されてもよい。この場合、連結部６２、アーム６３、または、第２スプロケット６６の第２ベース６６Ａに、クランク軸４６の回転軸心Ｃ１に平行な方向に貫通する貫通孔が形成され、連結部６２、アーム６３、または、第２ベース６６Ａに形成される貫通孔と、第１ベース６４Ａの貫通孔６４Ｃとに、ボルト８６の軸部８６Ａを配置した状態において、ボルト８６の頭部８６Ｂとナットとによって、連結部６２、アーム６３、または、第２スプロケット６６と、第１スプロケット６４と、を固定する。ナットの一部は、連結部６２、アーム６３、または、第２ベース６６Ａに形成される貫通孔、および、第１ベース６４Ａの貫通孔６４Ｃの少なくとも１つに配置されてもよい。第１スプロケット６４は、連結部６２と一体に形成され、第２スプロケット６６は、連結部６２または第１スプロケット６４に対して着脱可能に構成されてもよい。第１スプロケット６４および第２スプロケット６６の両方が連結部６２と一体に形成されてもよい。第１スプロケット６４および第２スプロケット６６の両方が連結部６２に対して着脱可能に構成されてもよい。

好ましくは、第１スプロケット６４および第２スプロケット６６の歯数は、３０個以上かつ５５個以下である。好ましくは、第１スプロケット６４の歯数は、３０個以上かつ４４個以下である。好ましくは、第２スプロケット６６の歯数は、４５個以上かつ５５個以下である。好ましくは、第１スプロケット６４および第２スプロケット６６の歯数の差は、８個以上かつ２０個以下である。

第１スプロケット６４および第２スプロケット６６の少なくとも１つの歯の先端は、クランク軸４６の軸方向Ａ１において、出力部４８の第１端部４８Ａの端面４９よりも、クランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡから離れた位置に配置される。好ましくは、第２スプロケット６６は、クランク軸４６の軸方向Ａ１において、第１スプロケット６４よりも、クランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡから離れた位置に配置される。好ましくは、第１スプロケット６４の歯の先端は、クランク軸４６の軸方向Ａ１における第１端部４６Ａの端面よりも、クランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡに近い位置Ｄ１に配置される。好ましくは、第１クランクアーム７８のクランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡを向く端面７８Ｂは、第１スプロケット６４の歯の先端および第２スプロケット６６の歯の先端よりも、クランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡに近い位置ＤＣに配置される。

図４では、クランク軸４６の軸方向Ａ１において、第２スプロケット６６の歯の先端の位置Ｄ２が、出力部４８の第１端部４８Ａの端面４９の位置ＤＸよりも、クランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡから離れた位置に配置され、かつ、第１スプロケット６４の歯の先端の位置Ｄ１が、位置ＤＸよりも、クランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡに近い位置に配置され、かつ、第１クランクアーム７８のクランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡを向く端面７８Ｂの位置ＤＣは、位置Ｄ１および位置Ｄ２よりも、クランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡに近い位置に配置される。

第１スプロケット６４の歯の先端は、クランク軸４６の軸方向Ａ１における第１端部４８Ａの端面４９よりも、クランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡから離れた位置に配置されてもよい。

図５では、クランク軸４６の軸方向Ａ１において、位置Ｄ２および位置Ｄ１の両方が、出力部４８の第１端部４８Ａの端面４９の位置ＤＸよりも、クランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡから離れた位置に配置され、かつ、位置ＤＣは、位置Ｄ１および位置Ｄ２よりも、クランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡに近い位置に配置される。

ドライブシステム４０によれば、第１スプロケット６４および第２スプロケット６６の少なくとも１つの歯の先端は、クランク軸４６の軸方向Ａ１において、出力部４８の第１端部４８Ａの端面よりも、クランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡから離れた位置に配置されるため、クランク軸４６の軸方向Ａ１においてドライブユニット４２を小型化しつつ、連結部材２６のチェーンラインを好適にできる。

（変形例）
実施形態に関する説明は、本発明に従う人力駆動車用のドライブシステム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は、例えば以下に示される実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変形例において、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。

・第２スプロケット６６は、クランク軸４６の軸方向Ａ１において、第１スプロケット６４よりも、クランク軸４６の軸方向Ａ１における中心面ＤＡから近い位置に配置されてもよい。

・実施形態および変形例において、ギアアセンブリ４４は、３つ以上のスプロケットを備えていてもよい。この場合、３つのスプロケットのうちの最大直径のスプロケット以外の任意の１つが第１スプロケットに対応し、第１スプロケットよりも最大直径が大きいスプロケットが第２スプロケットに対応する。

・実施形態および各変形例において、モータ５０の回転軸心Ｃ２と、クランク軸４６の回転軸心Ｃ１とは一致してもよい。
・実施形態および各形例において、モータ５０の回転軸心Ｃ２と、クランク軸４６の回転軸心Ｃ１とは交差してもよい。

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、その選択肢の数が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、その選択肢の数が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、４６…クランク軸、４０…ドライブシステム、４２…ドライブユニット、４４…ギアアセンブリ、４６…クランク軸、４６Ａ…第１端部、４６Ｂ…第２端部、４８…出力部、４８Ｘ…露出部、６８…第１スプライン部、５０…モータ、５２…ハウジング、５６…ワンウェイクラッチ、５８…減速機、６２…連結部、７０…第２スプライン部、６４…第１スプロケット、６６…第２スプロケット、７２…ロックリング、７８…第１クランクアーム、７８Ｂ…端面。

Claims (17)

1. 人力駆動車用のドライブシステムであって、
   クランク軸と、前記クランク軸に連結され、かつ、前記クランク軸が挿通される中空の出力部と、前記クランク軸から前記出力部までの駆動経路に駆動力を伝達するように構成されるモータと、を備えるドライブユニットと、
   前記ドライブユニットに取付可能な人力駆動車用のギアアセンブリと、を備え、
   前記ギアアセンブリは、
   前記クランク軸の軸方向において、前記出力部の第１端部に着脱可能に連結するように構成される連結部と、
   前記連結部に接続される第１スプロケットと、
   前記連結部に接続され、前記第１スプロケットよりも最大直径が大きい第２スプロケットと、を含み、
   前記第１スプロケットおよび前記第２スプロケットの少なくとも１つの歯の先端は、前記クランク軸の前記軸方向において、前記出力部の前記第１端部の端面よりも、前記クランク軸の軸方向における中心面から離れた位置に配置され、
   前記第２スプロケットは、前記クランク軸の前記軸方向において、前記第１スプロケットよりも、前記クランク軸の軸方向における前記中心面から離れた位置に配置され、
   前記第１スプロケットの歯の先端は、前記クランク軸の前記軸方向における前記第１端部の端面よりも、前記クランク軸の軸方向における前記中心面から離れた位置に配置され、
   前記ギアアセンブリに含まれる全てのスプロケットの歯の先端は、前記クランク軸の前記軸方向における前記第１端部の端面よりも、前記クランク軸の軸方向における前記中心面から離れた位置に配置される、ドライブシステム。
2. 前記第１スプロケットおよび前記第２スプロケットの少なくとも１つは、前記連結部に対して着脱可能に構成される、請求項１に記載のドライブシステム。
3. 前記第１スプロケットおよび前記第２スプロケットの少なくとも１つは、前記連結部と一体に形成される、請求項１または２に記載のドライブシステム。
4. 前記出力部は、第１スプライン部を含み、
   前記連結部は、前記第１スプライン部に連結されるように構成される第２スプライン部を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のドライブシステム。
5. 前記第１スプライン部は、前記出力部の外周部に設けられ、
   前記連結部は、前記出力部の前記外周部に取り付けられる、請求項４に記載のドライブシステム。
6. ロックリングをさらに含み、
   前記出力部は、前記ロックリングに結合するように構成されるねじ部を含み、
   前記ねじ部は、前記出力部の内周部に設けられる、請求項５に記載のドライブシステム。
7. 前記クランク軸の軸方向の一端部に設けられ、かつ、一部が前記第１スプロケットおよび第２スプロケットの径方向内側に設けられる第１クランクアームをさらに含み、
   前記第１クランクアームの前記クランク軸の軸方向における前記中心面を向く端面は、前記第１スプロケットの歯の先端および前記第２スプロケットの歯の先端よりも、前記クランク軸の軸方向における前記中心面に近い位置に配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載のドライブシステム。
8. ハウジングをさらに備え、
   前記出力部は、前記ハウジングから露出する露出部を含み、
   前記連結部は、前記出力部の前記露出部に取り付けられる、請求項１から７のいずれか一項に記載のドライブシステム。
9. 前記モータと、前記出力部との間の伝達経路に設けられるワンウェイクラッチをさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載のドライブシステム。
10. 前記モータと、前記出力部とを連結する減速機をさらに備え、
    前記ワンウェイクラッチは、前記減速機と、前記出力部との間に配置される、請求項９に記載のドライブシステム。
11. 前記ワンウェイクラッチは、前記出力部と同軸に配置される、請求項１０に記載のドライブシステム。
12. 前記モータの回転軸心は、前記クランク軸の回転軸心とは異なる、請求項１から１１のいずれか一項に記載のドライブシステム。
13. 前記クランク軸は、中空形状である、請求項１から１２のいずれか一項に記載のドライブシステム。
14. 前記第１スプロケットおよび前記第２スプロケットの歯数は、３０個以上かつ５５個以下である、請求項１から１３のいずれか一項に記載のドライブシステム。
15. 前記第１スプロケットの歯数は、３０個以上かつ４４個以下である、請求項１から１４のいずれか一項に記載のドライブシステム。
16. 前記第２スプロケットの歯数は、４５個以上かつ５５個以下である、請求項１から１５のいずれか一項に記載のドライブシステム。
17. 前記第１スプロケットおよび前記第２スプロケットの歯数の差は、８個以上かつ２０個以下である、請求項１から１６のいずれか一項に記載のドライブシステム。

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