TW202208766A - 人力驅動車用內裝變速器及人力驅動車用變速系統 - Google Patents

Abstract

[課題]要提供一種人力驅動車用內裝變速器及人力驅動車用變速系統，能將輸出體的旋轉傳遞到輸入體。 [解決手段]人力驅動車用內裝變速器，具備有：將從輸入部傳遞的旋轉輸出到輸出部的變速機構、及可切換輸入部與輸出部之間的旋轉力的傳遞路線的第1切換機構；第1切換機構包含與載架一體旋轉的卡合部；在輸入部使輸出部旋轉的情況，在第1傳遞路線，卡合部未與輸入部或輸出部的至少一個卡合，且讓輸入部與載架卡合，藉此讓輸入部的旋轉從載架經由變速機構傳遞到輸出部，在輸出部使輸入部旋轉的情況，在第2傳遞路線，卡合部與輸入部及上述輸出部雙方卡合，且解除輸入部與載架的連接，藉此讓輸出部的旋轉經由卡合部傳遞到輸入部。

Description

人力驅動車用內裝變速器及人力驅動車用變速系統

本發明是關於人力驅動車用的人力驅動車用內裝變速器、及人力驅動車用變速系統。

例如在專利文獻1揭示的人力驅動車用的變速器，用來傳遞來自曲柄的人力驅動力。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2018-136002號公報

[發明欲解決的課題]

本發明的一個目的，要提供一種人力驅動車用內裝變速器及人力驅動車用變速系統，能將輸出體的旋轉傳遞到輸入體。 [用以解決課題的手段]

本發明的第1型態的內裝變速器，是人力驅動車用內裝變速器，具備有：傳遞人力驅動車的曲柄的旋轉的輸入部、將從上述輸入部傳遞的旋轉輸出的輸出部、將從上述輸入部傳遞的旋轉輸出到上述輸出部的變速機構、及可切換上述輸入部與上述輸出部之間的旋轉力的傳遞路線的第1切換機構；上述變速機構具備有：包含載架的行星齒輪機構；上述第1切換機構包含與上述載架一體旋轉的卡合部；上述卡合部，形成第1狀態與第2狀態，在上述第1狀態的情況，未與上述輸入部或上述輸出部的至少一個卡合，在上述第2狀態的情況，與上述輸入部及上述輸出部雙方卡合，上述傳遞路線包含第1傳遞路線及第2傳遞路線，在上述輸入部使上述輸出部旋轉的情況，在上述第1傳遞路線，上述卡合部形成上述第1狀態且讓上述輸入部與上述載架卡合，藉此讓上述輸入部的旋轉從上述載架經由上述變速機構傳遞到上述輸出部，在上述輸出部使上述輸入部旋轉的情況，在上述第2傳遞路線，上述卡合部形成上述第2狀態且解除上述輸入部與上述載架的連接，藉此讓上述輸出部的旋轉經由上述卡合部傳遞到上述輸入部。 藉由上述第1型態的內裝變速器，藉由第1切換機構，能適當地切換輸入部與輸出部之間的旋轉力傳遞路線。因此可將輸出體的旋轉傳遞到輸入體。

依據上述第1型態的第2型態的內裝變速器，上述卡合部，在上述第1狀態的情況，未卡合於上述輸出部。 藉由上述第2型態的內裝變速器，在卡合部形成第1狀態的情況，卡合部未卡合於輸出部，所以輸入部的旋轉不會經由卡合部傳遞到輸出部。

依據上述第1或2型態的第3型態的內裝變速器，上述卡合部，在上述第1狀態的情況，與上述輸入部卡合。 藉由上述第3型態的內裝變速器，在卡合部為第1狀態的情況，藉由讓卡合部與輸入部卡合，將輸入部的旋轉傳遞到卡合部，所以將輸入部的旋轉從載架經由變速機構傳遞到輸出部。

依據上述第1至3型態的任一型態的第4型態的內裝變速器，在上述輸出部使上述輸入部旋轉的情況，上述卡合部在上述第2狀態與上述輸入部及上述輸出部雙方接觸。 藉由上述第4型態的內裝變速器，在卡合部為第2狀態的情況，藉由讓卡合部與輸入部及輸出部雙方接觸，將輸出部的旋轉經由卡合部傳遞到輸入部，所以將輸出部的旋轉經由卡合部傳遞到輸入部。

依據上述第1至4型態的任一型態的第5型態的內裝變速器，上述第1切換機構的至少局部，在上述輸入部的軸方向設置在上述輸入部與上述輸出部重複的位置。 藉由上述第5型態的內裝變速器，由於第1切換機構的至少局部設置在輸入部與輸出部重複的位置，所以能抑制第1切換機構的構造複雜化。

依據上述第1至5型態的任一型態的第6型態的內裝變速器，進一步具備有第2切換機構，上述第2切換機構，用來將從上述變速機構輸出的旋轉傳遞到上述輸出部；上述第1切換機構，配置在較上述第2切換機構更接近上述輸入部的位置。 藉由上述第6型態的內裝變速器，能將第1切換機構配置在較第2切換機構更接近輸入部的位置。

依據上述第1至6型態的任一型態的第7型態的內裝變速器，上述卡合部包含滾動體。 藉由上述第7型態的內裝變速器，由於卡合部包含滾動體，所以能將傳遞到卡合部的旋轉在輸入部與輸出部之間適當地傳遞。

依據上述第7型態的第8型態的內裝變速器，上述第1切換機構包含：設置於上述輸入部的溝部；在將上述曲柄的旋轉傳遞到上述輸入部的情況的上述輸入部的旋轉方向，上述溝部，隨著從上游朝向下游而變淺；上述滾動體配置於上述溝部。 藉由上述第8型態的內裝變速器，在將曲柄的旋轉傳遞到輸入部的情況的輸入部的旋轉方向，溝部隨著從上游朝向下游而變淺，所以能讓溝部與卡合部適當地卡合。

依據上述第7或8型態的第9型態的內裝變速器，上述第1切換機構，包含：用來保持上述滾動體的保持部；上述保持部與上述載架一體旋轉。 藉由上述第9型態的內裝變速器，由於保持部與載架一體旋轉，所以能將傳遞到卡合部的旋轉適當地傳遞到載架。

依據上述第7或8型態的第10型態的內裝變速器，上述第1切換機構包含彈壓構件，上述彈壓構件彈壓上述卡合部讓其從上述第1狀態成為上述第2狀態。 藉由上述第10型態的內裝變速器，由於彈壓構件彈壓卡合部讓其從第1狀態成為第2狀態，所以能將卡合部適當地從第1狀態切換成第2狀態。

依據上述第9型態的第11型態的內裝變速器，上述第1切換機構包含彈壓構件，上述彈壓構件與上述保持部及上述載架的至少一個卡合，藉由彈壓上述保持部及上述載架的至少一個，彈壓上述卡合部讓其從上述第1狀態成為上述第2狀態。 藉由上述第11型態的內裝變速器，藉由讓彈壓構件與保持部及載架的至少一個卡合，則能彈壓卡合部讓其從第1狀態成為第2狀態。

依據上述第7至11型態的任一型態的第12型態的內裝變速器，上述卡合部包含複數的上述滾動體。 藉由上述第12型態的內裝變速器，由於卡合部包含複數的滾動體，所以卡合部能將旋轉在輸入部與輸出部之間適當地傳遞。

依據上述第1至12型態的任一型態的第13型態的內裝變速器，上述行星齒輪機構包含增速機構。 藉由上述第13型態的內裝變速器，藉由增速機構能將輸入到輸入部的旋轉進行增速。

依據上述第1至13型態的任一型態的第14型態的內裝變速器，進一步包含變速切換機構，上述行星齒輪機構包含複數的太陽齒輪，上述變速切換機構，藉由切換上述複數的太陽齒輪的旋轉狀態來變更變速比。 藉由上述第14型態的內裝變速器，藉由切換複數的太陽齒輪的旋轉狀態，則能變更變速比。

依據上述第1至14型態的任一型態的第15型態的內裝變速器，上述輸出部包含輪轂殼罩。 藉由上述第15型態的內裝變速器，在輸入部使輪轂殼罩旋轉的情況，能讓輸入部的旋轉從載架經由變速機構傳遞到輪轂殼罩。在輪轂殼罩使輸入部旋轉的情況，則能經由卡合部將輪轂殼罩的旋轉傳遞到輸入部。

本發明的第16型態的變速系統，是人力驅動車用變速系統，包含：上述第1至15型態的任一型態的人力驅動車用內裝變速器、及在上述第2傳遞路線，可將傳遞到上述輸入部的旋轉進行傳遞的馬達及發電機的至少一種。 藉由上述第16型態的變速系統，在第2傳遞路線，將從輸出部傳遞到輸入部的旋轉傳遞到馬達及發電機的至少一種，所以馬達及發電機的至少一種可進行再生。

依據上述第16型態的第17型態的變速系統，包含上述馬達，上述馬達用來輔助上述人力驅動車的推進。 藉由上述第17型態的變速系統，可將輸出部的旋轉傳遞到用來輔助人力驅動車的推進的馬達。

依據上述第16或17型態的第18型態的變速系統，上述馬達，設置於上述人力驅動車的曲柄軸。 藉由上述第18型態的變速系統，馬達設置在人力驅動車的曲柄軸，可將輸出部的旋轉傳遞到馬達。

依據上述第16至18型態的任一型態的第19型態的變速系統，上述變速系統包含電池，上述電池以上述馬達再生的電力進行充電。 藉由上述第19型態的變速系統，能將馬達再生的電力充電到電池。 [發明效果]

本發明的人力驅動車用內裝變速器及人力驅動車用變速系統，可將輸出體的旋轉傳遞到輸入體。

參考第1圖至第9圖，針對實施方式的人力驅動車用內裝變速器50及人力驅動車用變速系統40加以說明。人力驅動車10具有至少一車輪，是至少能藉由人力驅動力H驅動的車輛。人力驅動車10例如包含：登山車、公路車、城市型自行車、載貨型自行車、手搖式自行車、及躺式自行車等各種種類的自行車。人力驅動車10所具有的車輪數量並未限定。人力驅動車10，例如也包括單輪車及具備3輪以上的車輪的車輛。人力驅動車10，並不限定僅藉由人力驅動力H驅動的車輛。人力驅動車10，包含：不僅利用人力驅動力H也利用電動馬達的驅動力來推進的電動自行車(E-bike)。電動自行車，包括藉由電動馬達輔助推進的電動輔助自行車。以下在實施方式是將人力驅動車10說明為電動輔助自行車。

人力驅動車10具備有用來輸入人力驅動力H的曲柄12。人力驅動車10進一步具備有：車輪14、車體16。車輪14包含：後輪14A、前輪14B。車體16包含框架18。曲柄12包含：可相對於框架18旋轉的曲柄軸12A、與分別設置在曲柄軸12A的軸方向的端部的一對曲柄臂12B。在各曲柄臂12B分別連結著一對踏板20。後輪14A，藉由曲柄12旋轉所驅動。後輪14A支承於框架18。曲柄12與後輪14A藉由驅動機構22連結。驅動機構22包含：結合於曲柄軸12A的第1旋轉體24。曲柄軸12A，也可與第1旋轉體24連結成一體旋轉，也可經由第1單向離合器連結。第1單向離合器，當曲柄12前轉時，使第1旋轉體24前轉，當曲柄12後轉時，允許曲柄12與第1旋轉體24相對旋轉。第1旋轉體24包含：前鏈輪24A、滑輪、或斜齒輪。驅動機構22進一步包含：第2旋轉體26、與連結構件48。連結構件48，將第1旋轉體24的旋轉力傳遞到第2旋轉體26。連結構件48例如包含鏈條、皮帶、或軸部。

第2旋轉體26與後輪14A連結。第2旋轉體26包含：後鏈輪26A、滑輪、或斜齒輪。

前輪14B經由前叉28安裝於框架18。車把桿32經由桿部30連結於前叉28。在本實施方式，雖然後輪14A藉由驅動機構22連結於曲柄12，而也可將後輪14A及前輪14B的至少一個藉由驅動機構22連結於曲柄12。

人力驅動車10包含人力驅動車用變速系統40。變速系統40包含：內裝變速器50、及在第2傳遞路線T2可將傳遞到輸入部52的旋轉進行傳遞的馬達42及發電機的至少一種。在本實施方式，變速系統40包含馬達42。變速系統40進一步包含電池46、連結構件48較佳。

馬達42用來輔助人力驅動車10的推進。馬達42用來對人力驅動車10施加推進力。馬達42包含一個或複數個電動馬達。馬達42，用來將旋轉傳遞到：從踏板20起至後輪14A的人力驅動力H的動力傳遞路線、及前輪14B的至少一種。從踏板20起至後輪14A的人力驅動力H的動力傳遞路線包含後輪14A。在本實施方式，馬達42設置在人力驅動車10的曲柄軸12A。馬達42將旋轉傳遞到第1旋轉體24。馬達42也可設置在人力驅動車10的框架18或設置在殼體。殼體例如可裝卸地安裝在框架18。包含馬達42及設置有馬達42的殼體，構成了驅動單元。電動馬達42作成可再生較佳。變速系統40，讓後輪14A的旋轉可傳遞到馬達42，且藉由將後輪14A的旋轉傳遞到馬達42可讓馬達42進行再生較佳。

變速系統40包含：藉由馬達42所再生的電力進行充電的電池46較佳。電池46包含有一個或複數個電池元件。電池元件包含充電池。電池46將電力供給到馬達42。電池46，連接成可藉由有線或無線方式與馬達42通訊。電池46例如可藉由電力線通訊(PLC；Power Line Communication)而與馬達42的控制裝置通訊。在一個例子，電池46安裝於電池座，電池座設置於框架18或後載架。

變速系統40具備有內裝變速器50。內裝變速器50，用來變更驅動輪的轉速W相對於人力驅動車10的曲柄軸12A的轉速C的比率也就是變速比R。變速比R是驅動輪的轉速W相對於曲柄12的轉速C的比率。在本實施方式，驅動輪為後輪14A。內裝變速器50例如設置於後輪14A的輪轂。內裝變速器50藉由致動器所作動也可以。致動器包括電動致動器。致動器例如包含電動馬達。內裝變速器50藉由機械纜線所作動也可以。

內裝變速器50具備有：輸入部52、輸出部54、變速機構56、第1切換機構58。輸入部52用來接收人力驅動車10的曲柄12的旋轉。輸出部54將從輸入部52所傳遞的旋轉予以輸出。變速機構56將從輸入部52所傳遞的旋轉輸出到輸出部54。第1切換機構58，可切換輸入部52與輸出部54之間的旋轉力的傳遞路線T。內裝變速器50進一步包含變速切換機構60較佳。內裝變速器50進一步包含支承構件62。輸入部52包含驅動體64。輸出部54包含輪轂殼罩54A較佳。支承構件62包含輪轂軸62A。

驅動體64，設置在輪轂殼罩54A與輪轂軸62A之間且可與第2旋轉體26一體旋轉。輪轂軸62A與後輪14的車軸一體化。輸出部54具備有：用來安裝後輪14A的輻絲的凸緣部66。

變速機構56具備有行星齒輪機構70，行星齒輪機構70包含載架68。行星齒輪機構70包括複數的行星齒輪機構70。在本實施方式，行星齒輪機構70包含：第1行星齒輪機構74、第2行星齒輪機構76、第3行星齒輪機構78、及第4行星齒輪機構80。第1行星齒輪機構74，在內裝變速器50的軸方向配置在輸入部52旁邊。第2行星齒輪機構76，在內裝變速器50的軸方向配置在第1行星齒輪機構74旁邊及在輸入部52的相反側。第4行星齒輪機構80，在內裝變速器50的軸方向配置在第2行星齒輪機構76旁邊及在第1行星齒輪機構74的相反側。第3行星齒輪機構78，在內裝變速器50的軸方向配置在第3行星齒輪機構78旁邊及在第2行星齒輪機構76的相反側。變速機構56具備有複數的行星齒輪機構70較佳。行星齒輪機構70的數量也可是兩個也可是5個以上。

行星齒輪機構70，包含複數的太陽齒輪82。複數的行星齒輪機構70包含：複數的太陽齒輪82、複數的環狀齒輪84、複數的載架68、及複數的行星齒輪86。複數的太陽齒輪82包含：第1太陽齒輪82A、第2太陽齒輪82B、第3太陽齒輪82C、及第4太陽齒輪82D。複數的環狀齒輪84包含：第1環狀齒輪84A及第2環狀齒輪84B。複數的載架68包含：第1載架68A及第2載架68B。複數的行星齒輪86包含：第1行星齒輪86A、第2行星齒輪86B、第3行星齒輪86C、及第4行星齒輪86D。行星齒輪機構70包含增速機構88較佳。行星齒輪機構70，能將輸入到行星齒輪機構70的旋轉增速而輸出。

第1行星齒輪機構74包含：第1太陽齒輪82A、第1環狀齒輪84A、第1行星齒輪86A、及第1載體68A。第1太陽齒輪82A，在支承構件62的軸周圍可旋轉地被支承構件62所支承。第1環狀齒輪84A配置在第1太陽齒輪82A周圍。第1行星齒輪86A，與第1太陽齒輪82A卡合而可相對於1太陽齒輪82A及第1環狀齒輪84A公轉。第1行星齒輪機構74包含複數的第1行星齒輪86A。第1載架68A分別可旋轉地支承著複數的第1行星齒輪86A。第1載架68A，設置成可繞支承構件62的軸周圍旋轉。複數的第1行星齒輪86A，分別伴隨第1載架68A的旋轉而在第1太陽齒輪82A周圍公轉。第1載架68A，連接於輸入部52，傳遞來自輸入部52的旋轉。第1行星齒輪機構74，將來自輸入部52的旋轉增速而輸出。

第2行星齒輪機構76包含：第2太陽齒輪82B、第1環狀齒輪84B、第2行星齒輪86B、及第1載體68A。第2太陽齒輪82B，在支承構件62的軸周圍可旋轉地被支承構件62所支承。第1環狀齒輪84A配置在第2太陽齒輪82B周圍。第2行星齒輪86B，與第2太陽齒輪82B卡合而可相對於2太陽齒輪82B及第1環狀齒輪84A公轉。第2行星齒輪機構76包含複數的第2行星齒輪86B。第1載架68A分別可旋轉地支承著複數的第2行星齒輪86B。第1載架68A，設置成可繞支承構件62的軸周圍旋轉。複數的第2行星齒輪86B，分別伴隨第1載架68A的旋轉而在第2太陽齒輪82B周圍公轉。第2行星齒輪機構76，將來自輸入部52的旋轉增速而輸出。第1載架68A，連接於輸入部52，傳遞來自輸入部52的旋轉。

第1行星齒輪機構74及第2行星齒輪機構76，都將來自輸入部52的旋轉增速而輸出。第1環狀齒輪84A由第1行星齒輪機構74及第2行星齒輪機構76共同使用。第1載架68A由第1行星齒輪機構74及第2行星齒輪機構76共同使用。第1行星齒輪構件90構成所謂具階段的行星齒輪。第1行星齒輪86A及第2行星齒輪86B形成於第1行星齒輪構件90。第2太陽齒輪82B的齒數較第1太陽齒輪82A的齒數更多。因此，使用第2行星齒輪機構76時的增速比較使用第1行星齒輪機構74時的增速比更大。

第3行星齒輪機構78包含：第3太陽齒輪82C、第2環狀齒輪84B、第3行星齒輪86C、及第2載體68B。第3太陽齒輪82C，在支承構件62的軸周圍可旋轉地被支承構件62所支承。第2環狀齒輪84B配置在第3太陽齒輪82C周圍。第3行星齒輪86C，與第3太陽齒輪82C卡合而可相對於3太陽齒輪82C及第2環狀齒輪84B公轉。第3行星齒輪機構78包含複數的第3行星齒輪86C。第2載架68B分別可旋轉地支承著複數的第3行星齒輪86C。第2載架68B，設置成可繞支承構件62的軸周圍旋轉。複數的第3行星齒輪86C，分別伴隨第2載架68B的旋轉而在第3太陽齒輪82C周圍公轉。第2載架68B，連接於第1環狀齒輪84A，傳遞來自第1環狀齒輪84A的旋轉。

第4行星齒輪機構80包含：第4太陽齒輪82D、第2環狀齒輪84B、第4行星齒輪86D、及第2載架68B。第4太陽齒輪82D，在支承構件62的軸周圍可旋轉地被支承構件62所支承。第2環狀齒輪84B配置在第4太陽齒輪82D周圍。第4行星齒輪86D，與第4太陽齒輪82D卡合而可相對於4太陽齒輪82D及第2環狀齒輪84B公轉。第4行星齒輪機構80包含複數的第4行星齒輪86D。第2載架68B分別可旋轉地支承著複數的第4行星齒輪86D。第2載架68B，設置成可繞支承構件62的軸周圍旋轉。複數的第4行星齒輪86D，分別伴隨第2載架68B的旋轉而在第4太陽齒輪82D周圍公轉。第2載架68B，連接於第1環狀齒輪84A，傳遞來自第1環狀齒輪84A的旋轉。

第3行星齒輪機構78及第4行星齒輪機構80，都將來自輸入部52的旋轉增速而輸出。第2環狀齒輪84B由第3行星齒輪機構78及第4行星齒輪機構80共同使用。第2載架68B由第3行星齒輪機構78及第4行星齒輪機構80共同使用。第2行星齒輪構件92構成所謂具階段的行星齒輪。第3行星齒輪86C及第4行星齒輪86D形成於第2行星齒輪構件92。第4太陽齒輪82D的齒數較第3太陽齒輪82C的齒數更多。因此，使用第4行星齒輪機構80時的增速比較使用第3行星齒輪機構78時的增速比更大。

如第4圖所示，變速切換機構60包含：第1切換部60A、第2切換部60B、第3切換部60C、及第4切換部60D。第1切換部60A，配置在第1太陽齒輪82A與支承構件62之間。第2切換部60B，配置在第2太陽齒輪82B與支承構件62之間。第3切換部60C，配置在第3太陽齒輪82C與支承構件62之間。第4切換部60D，配置在第4太陽齒輪82D與支承構件62之間。

第1切換部60A，將第1太陽齒輪82A設定成：相對於支承構件62可旋轉的旋轉狀態、與不能旋轉的限制狀態的其中之一。第2切換部60B，將第2太陽齒輪82B設定成：相對於支承構件62可旋轉的旋轉狀態、與不能旋轉的限制狀態的其中之一。第3切換部60C，將第3太陽齒輪82C設定成：相對於支承構件62可旋轉的旋轉狀態、與不能旋轉的限制狀態的其中之一。第4切換部60D，將第4太陽齒輪82D設定成：相對於支承構件62可旋轉的旋轉狀態、與不能旋轉的限制狀態的其中之一。變速切換機構60藉由切換複數的太陽齒輪82的旋轉狀態，來變更變速比。第1切換部60A、第2切換部60B、第3切換部60C、及第4切換部60D，例如設置在一個套筒構件。藉由以致動器的驅動或機械纜線的動作讓套筒構件繞著支承構件62旋轉，來讓第1切換部60A、第2切換部60B、第3切換部60C、及第4切換部60D動作，來變更變速比。

輸入部52的旋轉力可傳遞到第1行星齒輪機構74及第2行星齒輪機構76的第1載架68A。第1行星齒輪機構74及第2行星齒輪機構76的第1環狀齒輪84A的旋轉力可傳遞到第3行星齒輪機構78及第4行星齒輪機構80的第2載架68B。第3行星齒輪機構78及第4行星齒輪機構80的第2環狀齒輪84B的旋轉力可傳遞到輸出部54。在內裝變速器50所達成的各變速比，是將第1太陽齒輪82A與第2太陽齒輪82B的其中一方或雙方設定為旋轉狀態。在內裝變速器50所達成的各變速比，是將第3太陽齒輪82C與第4太陽齒輪82D的其中一方或雙方設定為旋轉狀態。在內裝變速器50所達成的各變速比，也可包含將第1太陽齒輪82A、第2太陽齒輪82B、第3太陽齒輪82C、及第4太陽齒輪82D的全部都設定為旋轉狀態的變速比。在本實施方式，在內裝變速器50所達成的各變速比之中最小的變速比，將第1太陽齒輪82A、第2太陽齒輪82B、第3太陽齒輪82C、及第4太陽齒輪82D的全部都設定為旋轉狀態。

第1切換機構58包含：與載架68一體旋轉的卡合部94。卡合部94與第1載架68A一體旋轉。卡合部94包含滾動體96。卡合部94包含複數的滾動體96較佳。滾動體96可以是滾子也可以是滾珠。第1切換機構58包含保持部98，保持部98用來保持滾動體96。保持部98與載架68一體旋轉。保持部98與第1載架68A一體旋轉。保持部98，也可與第1載架68A形成為一體，也可與第1載架68A形成為不同個體，也可與第1載架68A結合。例如保持部98具備有：用來保持複數的滾動體96的圓筒部、及將圓筒部及第1載架68A結合的臂部。保持部98也可結合於第1載架68A之中分別將複數的第1行星齒輪86A及複數的第1行星齒輪86B貫穿的銷構件，也可結合於將複數的銷構件一體地支承的支承部分。

如第6圖及第7圖所示，第1切換機構58包含：設置於輸入部52的溝部100。第6圖及第7圖，是讓輸入部52、輸出部54、及保持部98的周方向及旋轉方向與圖面的橫方向平行之示意性顯示的圖面。在將曲柄12的旋轉傳遞到輸入部52的情況的輸入部52的旋轉方向，溝部100，隨著從上游朝向下游而變淺，將滾動體96配置於溝部100。例如將溝部100設置於輸入部52的外周部。卡合部94配置於輸入部52的外周部與輸出部54的內周部之間。

輸入部52與載架68可一體旋轉。輸入部52與載架68在預定範圍可相對旋轉。例如，輸入部52及載架68的其中一方具備有朝周方向延伸的凹部52A，輸入部52及載架68的另一方包含與凹部52A卡合的凸部68C。凹部52A在周方向大於凸部68C。因此在凹部52A的內部，凸部68C可移動。在本實施方式，在輸入部52的內周部設置凹部52A，在第1載架68A的外周部設置凸部68C。凹部52A及凸部68C設置在輸入部52之中與設置有卡合部94的部分不同的部分。凹部52A及凸部68C設置在輸入部52之中較設置有卡合部94的部分更靠近徑向內側。如第4圖所示，設置有凹部52A及凸部68C的部分，在與旋轉軸方向平行的方向，也可至少局部與輸入部52之中設置有卡合部94的部分重複。

如第6圖及第7圖所示，在藉由彈壓構件102讓滾動體96位於溝部100的較淺位置的情況，則凸部68C未接觸於凹部52A的周方向的壁部。例如，輸入部52與載架68可相對旋轉的預定範圍所對應的旋轉角度，較滾動體96在溝部100的內部可朝周方向移動的範圍所對應的旋轉角度更大。

卡合部94可在第1狀態S1與第2狀態S2之間切換。卡合部94，在第1狀態S1的情況，未與輸入部52或輸出部54的至少一個卡合，在第2狀態S2的情況，與輸入部52及輸出部54雙方卡合。卡合部94在第1狀態S1的情況未與輸出部54卡合較佳。卡合部94在第1狀態S1的情況與輸入部52卡合較佳。

第1切換機構58包含彈壓構件102較佳。在本實施例，彈壓構件102配置在輸入部52與第1切換機構58之間。彈壓構件102例如包含線圈彈簧。彈壓構件102，彈壓卡合部94將其從第1狀態S1切換成第2狀態S2。彈壓構件102較佳卡合於保持部98及載架68的至少一個，藉由彈壓保持部98及載架68的至少一個，而彈壓卡合部94將其從第1狀態S1切換成第2狀態S2。彈壓構件102，將保持部98及載架68的至少一個相對於輸入部52朝第1旋轉方向D1彈壓。第1旋轉方向D1，是當將曲柄12的旋轉傳遞到輸入部52時的輸入部52的旋轉方向。在第6圖及第7圖，第1旋轉方向D1是紙面往右方向。當輸入部52未使輸出部54旋轉時，藉由彈壓構件102讓滾動體96位於溝部100的較淺部分。也就是說，當輸入部52及輸出部54都未旋轉時，藉由彈壓構件102讓滾動體96位於溝部100的較淺部分。當輸出部54使輸入部52旋轉時，藉由彈壓構件102讓滾動體96位於溝部100的較淺部分。彈壓構件102配置成接觸於保持部98較佳。彈壓構件102經由保持部98來彈壓卡合部94。在彈壓構件102為線圈彈簧的情況，例如藉由讓線圈彈簧的線圈的其中一方的端部接觸於保持部98，來彈壓卡合部94。彈壓構件102，只要能彈壓卡合部94將其從第1狀態S1切換成第2狀態S2，可採用任何構造。例如彈壓構件102也可是橡膠構件。

如第4圖所示，第1切換機構58的至少局部，在輸入部52的軸方向設置在輸入部52與輸出部54重複的位置。第1切換機構58的至少局部設置於輸入部52與輸出部54之間。內裝變速器50進一步具備有第2切換機構104較佳，第2切換機構104，用來將從變速機構56輸出的旋轉傳遞到輸出部54。第2切換機構104設置在輸出部54與第2環狀齒輪84B之間。第2切換機構104包含單向離合器。第2切換機構104，將第2環狀齒輪84B的旋轉傳遞到輸出部54，不將輸出部54的旋轉傳遞到第2環狀齒輪84B。第1切換機構58，配置在較第2切換機構104更接近輸入部52的位置較佳。第1切換機構58的至少局部，在與輸出部54的旋轉軸平行的方向，配置在凸緣部66之中靠近輸入部52側的與凸緣部66重複的位置。藉由將第1切換機構58配置在接近輸入部52的位置，可抑制從輸出部54將旋轉力傳遞到輸入部52時的動力損失。

傳遞路線T包含第1傳遞路線T1及第2傳遞路線T2。如第5圖及第6圖所示，在輸入部52使輸出部54旋轉的情況，在第1傳遞路線T1，將卡合部94切換成第1狀態S1，且藉由讓輸入部52與載架68卡合，則讓輸入部52的旋轉從載架68經由變速機構56傳遞到輸出部54。

如第2圖所示，第1傳遞路線T1，包含於將人力驅動力H輸入到曲柄軸12A讓輸出部54旋轉時的傳遞路線。第2傳遞路線T2，包含於使曲柄軸12A的旋轉停止且將輸出部54的旋轉力傳遞到馬達42的情況的傳遞路線。

曲柄12朝與第1旋轉方向D1對應的方向旋轉時的曲柄臂12B的旋轉，被傳遞到曲柄軸12A。從曲柄軸12A所傳遞的旋轉，傳遞到第1單向離合器36，且在合力部38與馬達42的旋轉合併。合力部38例如包含與曲柄軸12A設置為同軸部的軸構件。將從合力部38所傳遞的旋轉傳遞到前鏈輪24A。將從前鏈輪24A所傳遞的旋轉傳遞到連結構件48。將從連結構件48所傳遞的旋轉傳遞到後鏈輪26A。將從後鏈輪26A所傳遞的旋轉傳遞到輸入部52。將從輸入部52所傳遞的旋轉傳遞到變速機構56。將從變速機構56所傳遞的旋轉傳遞到輸出部54。

如第2圖及第6圖所示，將從後鏈輪26A所傳遞的旋轉傳遞到輸入部52。在第1傳遞路線T1，輸入部52與載架68卡合，將輸入部52的旋轉傳遞到載架68。在本實施方式，設置於輸入部52的溝部100，在第1旋轉方向D1，隨著從上游朝向下游而變淺，所以輸入部52相對於輸出部54朝第1旋轉方向D1旋轉時，卡合部94位於溝部100之中的第1旋轉方向D1的上游側較深的部分。第1切換機構58在第1傳遞路線T1也可與輸入部52接觸也可不接觸。載架68與卡合部94一體旋轉，所以藉由輸入部52按壓載架68，將卡合部94維持在未與輸出部54卡合的位置，形成第1狀態S1。藉由形成第1狀態S1，則傳遞到第1切換機構58的旋轉不會傳遞到輸出部54。從輸入部52所傳遞的旋轉，也可從第1切換機構58傳遞到變速機構56，也可從輸入部52直接傳遞到變速機構56。從變速機構56所傳遞的旋轉，經由行星齒輪機構70傳遞到輸出部54。在本實施例，傳遞到變速機構56的旋轉，是以行星齒輪機構70予以增速而傳遞到輸出部54。

如第2圖及第7圖所示，在輸出部54使輸入部52旋轉的情況，在第2傳遞路線T2，卡合部94形成第2狀態S2，且藉由解除輸入部52與載架68的連接，讓輸出部54的旋轉經由卡合部94傳遞到輸入部52。

當輸出部54旋轉時，例如讓曲柄12的旋轉停止，當輸出部54藉由滑行旋轉時，輸出部54的旋轉不經由變速機構56傳遞到第1切換機構58。將從第1切換機構58所傳遞的旋轉傳遞到輸入部52。從輸入部52所傳遞的旋轉，依序傳遞到後鏈輪26A、連結構件48、及前鏈輪24A。將傳遞到前鏈輪24A的旋轉傳遞到合力部38，而傳遞到馬達42。馬達42藉由從合力部38所傳遞的旋轉進行再生，將所再生的電力充電到電池46。

如第7圖所示，當曲柄12的旋轉停止而輸入部52的旋轉停止時，在第2傳遞路線T2，藉由彈壓構件102彈壓載架68，讓凸部68C在凹部52A的內部相對於輸入部52朝第1旋轉方向D1移動，解除載架68與輸入部52的卡合。在本實施方式，設置在輸入部52的溝部100，在第1旋轉方向D1隨著從上游朝向下游而變淺。在藉由彈壓構件102彈壓載架68的情況，由於載架68與第1切換機構58一體旋轉，所以卡合部94位於溝部100之中在第1旋轉方向D1的下游側的較淺位置。因此，卡合部94在溝部100的第1旋轉方向D1的下游側卡合，卡合部94，配置在可與輸出部54卡合的位置，形成第2狀態S2。在輸出部54使輸入部52旋轉的情況，卡合部94在第2狀態S2與輸入部52及輸出部54雙方接觸。從輸出部54所傳遞的旋轉經由第1切換機構58傳遞到輸入部52。

參考第2圖、第5圖、第8圖及第9圖針對第1傳遞路線T1與第2傳遞路線T2的旋轉傳遞路線來說明。第8圖顯示了採用內裝變速器50可以採用的變速比之中的一個變速比的狀態。

如第2圖、第5圖、及第8圖所示，旋轉傳遞路線U1，是經由第1傳遞路線T1讓內裝變速器50傳遞旋轉的一個例子。在旋轉傳遞路線U1，第1太陽齒輪82A為旋轉狀態，第2太陽齒輪82B為限制狀態，第3太陽齒輪82C為旋轉狀態，且第4太陽齒輪82D為限制狀態。以第2行星齒輪機構76及第4行星齒輪機構80所增速的旋轉，經由第2切換機構104傳遞到輸出部54。

如第2圖、第5圖、及第9圖所示，旋轉傳遞路線U2，是經由第2傳遞路線T2讓內裝變速器50傳遞旋轉的一個例子。在旋轉傳遞路線U2，藉由第2切換機構104，輸出部54的旋轉不會傳遞到變速機構56。輸出部54的旋轉不經由變速機構56傳遞到輸入部52。

＜變形例＞ 關於實施方式的說明，是本發明的人力驅動車用內裝變速器及人力驅動車用變速系統採取的型態的例子，並非意圖限制其形態。本發明的人力驅動車用內裝變速器及人力驅動車用變速系統，可採取例如以下所示的實施方式的變形例及未相互矛盾的至少兩個變形例組合的型態。在以下的變形例，針對與實施方式共通的部分，加上與實施方式相同的符號，省略其說明。

如第10圖所示，人力驅動車10的變速系統40具備發電機44而取代馬達42。發電機44包含於旋轉傳遞路線較佳。發電機44當人力驅動車10行駛時進行發電。發電機44，在旋轉力的傳遞路線，設置在較前鏈輪24A更靠近曲柄12側。發電機44藉由輸出部54旋轉而進行發電。發電機44所發電的電力供給到電池46較佳。發電機44包含電容器，從電容器將電力供給到組件及控制裝置也可以。在變速系統40包含發電機44的情況，當曲柄12朝與第1旋轉方向D1對應的方向旋轉時的曲柄臂12B的旋轉，被傳遞到曲柄軸12A。從曲柄軸12A所傳遞的旋轉，傳遞到第1單向離合器36，而傳遞到發電機44。發電機44的旋轉傳遞到前鏈輪24A。將從前鏈輪24A所傳遞的旋轉傳遞到連結構件48。將從連結構件48所傳遞的旋轉傳遞到後鏈輪26A。將從後鏈輪26A所傳遞的旋轉傳遞到輸入部52。將從輸入部52所傳遞的旋轉傳遞到第1切換機構58。將從第1切換機構58所傳遞的旋轉傳遞到變速機構56。將從變速機構56所傳遞的旋轉傳遞到輸出部54。當輸出部54旋轉時，例如讓曲柄12的旋轉停止，當輸出部54藉由滑行旋轉時，輸出部54的旋轉不經由變速機構56傳遞到第1切換機構58。將從第1切換機構58所傳遞的旋轉傳遞到輸入部52。從輸入部52所傳遞的旋轉，依序傳遞到後鏈輪26A、連結構件48、及前鏈輪24A。將傳遞到前鏈輪24A的旋轉傳遞到發電機44，而發電機44進行再生。將所再生的電力充電到電池46。

變速系統40也可不具備馬達42及發電機44雙方。 變速系統40也可不具備電池46。在該情況，例如馬達42及發電機44也可作成可進行再生制動。

馬達42也可設置在後輪14A及前輪14B的至少一個。在後輪14A及前輪14B的至少一個設置有馬達42的情況，馬達42也可包括輪轂馬達及中置馬達。在後輪14A設置馬達42的情況，馬達42連接於輸入部52或後鏈輪26A較佳。在後輪14A及前輪14B設置有馬達42的情況，也可設置單向離合器讓輸出部54的旋轉不會傳達到較後鏈輪26A更靠近曲柄12側。

內裝變速器50也可設置在曲柄軸12A周圍。在該情況，輸入部52，是例如合力部38或與合力部38一體旋轉的構件，輸出部54是前鏈輪24A或與前鏈輪24A一體旋轉的構件。也可從人力驅動車10省略合力部38，讓馬達42將旋轉傳遞到曲柄軸12A。在該情況，輸入部52，是例如曲柄軸12A或與曲柄軸12A一體旋轉的構件，輸出部54是前鏈輪24A或與前鏈輪24A一體旋轉的構件。

本說明書所使用的「至少一個」的表現方式，代表所需要的選項的「一個以上」。作為一個例子，在本說明書所使用的「至少一個」的表現方式，如果選項的數量為兩個的話，則代表「只有一個選項」或「兩個選項雙方」。作為其他例子，在本說明書所使用的「至少一個」的表現方式，如果選項的數量為三個以上的話，則代表「只有一個選項」或「兩個以上的任意選項的組合」。

10:人力驅動車 12:曲柄 12A:曲柄軸 40:變速系統 42:馬達 44:發電機 46:電池 50:內裝變速器 52:輸入部 54:輸出部 54A:輪轂殼罩 56:變速機構 58:第1切換機構 60:變速切換機構 68:載架 70:行星齒輪機構 82:太陽齒輪 88:增速機構 94:卡合部 96:滾動體 98:保持部 100:溝部 102:彈壓構件 104:第2切換機構

[第1圖]是包含實施方式的人力驅動車用變速系統及人力驅動車用內裝變速器的人力驅動車的側視圖。 [第2圖]是包含實施方式的人力驅動車用變速系統的旋轉力的傳遞路線的示意圖。 [第3圖]為實施方式的人力驅動車用內裝變速器的正視圖。 [第4圖]為第3圖的人力驅動車用內裝變速器的剖面圖。 [第5圖]為第3圖的人力驅動車用內裝變速器的輪廓圖。 [第6圖]是針對第3圖的第1切換機構，將輸入部的旋轉傳遞到輸出部的情況的示意圖。 [第7圖]是針對第3圖的第1切換機構，將輸出部的旋轉傳遞到輸入部的情況的示意圖。 [第8圖]是第3圖的人力驅動車用內裝變速器的第1傳遞路線的示意圖。 [第9圖]是第3圖的人力驅動車用內裝變速器的第2傳遞路線的示意圖。 [第10圖]是包含實施方式的變形例的人力驅動車用變速系統的旋轉力的傳遞路線的示意圖。

26A:後鏈輪

50:內裝變速器

52:輸入部

52A:凹部

54:輸出部

54A:輪轂殼罩

58:第1切換機構

60:變速切換機構

60A:第1切換部

60B:第2切換部

60C:第3切換部

60D:第4切換部

62:支承構件

62A:輪轂軸

64:驅動體

66:凸緣部

68:載架

68A:第1載架

68B:第2載架

68C:凸部

70:行星齒輪機構

74:第1行星齒輪機構

76:第2行星齒輪機構

78:第3行星齒輪機構

80:第4行星齒輪機構

82:太陽齒輪

82A:第1太陽齒輪

82B:第2太陽齒輪

82C:第3太陽齒輪

82D:第4太陽齒輪

84:環狀齒輪

84A:第1環狀齒輪

84B:第2環狀齒輪

86:行星齒輪

86A:第1行星齒輪

86B:第2行星齒輪

86C:第3行星齒輪

86D:第4行星齒輪

88:增速機構

90:第1行星齒輪構件

92:第2行星齒輪構件

94:卡合部

96:滾動體

98:保持部

102:彈壓構件

104:第2切換機構

Claims (19)

1. 一種人力驅動車用內裝變速器，具備有： 接收人力驅動車的曲柄的旋轉的輸入部、 將從上述輸入部傳遞的旋轉輸出的輸出部、 將從上述輸入部傳遞的旋轉輸出到上述輸出部的變速機構、 及可切換上述輸入部與上述輸出部之間的旋轉力的傳遞路線的第1切換機構； 上述變速機構具備有：包含載架的行星齒輪機構； 上述第1切換機構包含與上述載架一體旋轉的卡合部； 上述卡合部，在第1狀態與第2狀態之間切換，在上述第1狀態的情況，未與上述輸入部或上述輸出部的至少一個卡合，在上述第2狀態的情況，與上述輸入部及上述輸出部雙方卡合， 上述傳遞路線包含第1傳遞路線及第2傳遞路線， 在上述輸入部使上述輸出部旋轉的情況，在上述第1傳遞路線，上述卡合部切換成上述第1狀態且讓上述輸入部與上述載架卡合，藉此讓上述輸入部的旋轉從上述載架經由上述變速機構傳遞到上述輸出部， 在上述輸出部使上述輸入部旋轉的情況，在上述第2傳遞路線，上述卡合部形成上述第2狀態且解除上述輸入部與上述載架的連接，藉此讓上述輸出部的旋轉經由上述卡合部傳遞到上述輸入部。
2. 如請求項1的人力驅動車用內裝變速器，其中，上述卡合部在上述第1狀態的情況未卡合於上述輸出部。
3. 如請求項1或2的人力驅動車用內裝變速器，其中，上述卡合部在上述第1狀態的情況與上述輸入部卡合。
4. 如請求項1或2的人力驅動車用內裝變速器，其中，在上述輸出部使上述輸入部旋轉的情況，上述卡合部在上述第2狀態與上述輸入部及上述輸出部雙方接觸。
5. 如請求項1或2的人力驅動車用內裝變速器，其中，上述第1切換機構的至少局部，在上述輸入部的軸方向設置在上述輸入部與上述輸出部重複的位置。
6. 如請求項1或2的人力驅動車用內裝變速器，其中，進一步具備有第2切換機構， 上述第2切換機構，用來將從上述變速機構輸出的旋轉傳遞到上述輸出部； 上述第1切換機構，配置在較上述第2切換機構更接近上述輸入部的位置。
7. 如請求項1或2的人力驅動車用內裝變速器，其中，上述卡合部包含滾動體。
8. 如請求項7的人力驅動車用內裝變速器，其中，上述第1切換機構包含：設置於上述輸入部的溝部； 在將上述曲柄的旋轉傳遞到上述輸入部的情況的上述輸入部的旋轉方向，上述溝部隨著從上游朝向下游而變淺； 上述滾動體配置於上述溝部。
9. 如請求項7的人力驅動車用內裝變速器，其中，上述第1切換機構，包含：用來保持上述滾動體的保持部； 上述保持部與上述載架一體旋轉。
10. 如請求項7的人力驅動車用內裝變速器，其中，上述第1切換機構包含彈壓構件， 上述彈壓構件彈壓上述卡合部將其從上述第1狀態切換成上述第2狀態。
11. 如請求項9的人力驅動車用內裝變速器，其中，上述第1切換機構包含彈壓構件， 上述彈壓構件與上述保持部及上述載架的至少一個卡合，藉由彈壓上述保持部及上述載架的至少一個，來彈壓上述卡合部將其從上述第1狀態切換成上述第2狀態。
12. 如請求項7的人力驅動車用內裝變速器，其中，上述卡合部包含複數的上述滾動體。
13. 如請求項1或2的人力驅動車用內裝變速器，其中，上述行星齒輪機構包含增速機構。
14. 如請求項1或2的人力驅動車用內裝變速器，其中，進一步包含變速切換機構， 上述行星齒輪機構包含複數的太陽齒輪， 上述變速切換機構，藉由切換上述複數的太陽齒輪的旋轉狀態來變更變速比。
15. 如請求項1或2的人力驅動車用內裝變速器，其中，上述輸出部包含輪轂殼罩。
16. 一種人力驅動車用變速系統，包含： 請求項1至15中任一項的人力驅動車用內裝變速器、 及在上述第2傳遞路線可將傳遞到上述輸入部的旋轉進行傳遞的馬達及發電機的至少一種。
17. 如請求項16的人力驅動車用變速系統，其中，包含上述馬達， 上述馬達用來輔助上述人力驅動車的推進。
18. 如請求項16或17的人力驅動車用變速系統，其中，上述馬達設置於上述人力驅動車的曲柄軸。
19. 如請求項16或17的人力驅動車用變速系統，其中，上述變速系統包含電池， 上述電池藉由上述馬達再生的電力進行充電。

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