DE102016121855A1

DE102016121855A1 - Fahrradantriebseinheit

Info

Publication number: DE102016121855A1
Application number: DE102016121855.3A
Authority: DE
Inventors: Etsuyoshi Watarai
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2017-05-18
Also published as: CN107054543A; JP2017088092A; US20170137088A1

Abstract

Es wird eine Fahrradantriebseinheit bereitgestellt, die im Wesentlichen einen Planetenzahnradmechanismus, einen ersten Motor und einen Schneckenantrieb umfasst. Der Planetenzahnradmechanismus umfasst einen Eingangskörper, einen Ausgangskörper und einen Getriebekörper. Der Eingangskörper ist ausgebildet, eine Drehung von einer Kurbelwelle zu empfangen. Der Ausgangskörper ist ausgebildet, eine Drehung von dem Eingangskörper nach außerhalb der Fahrradantriebseinheit auszugeben. Der Getriebekörper ist ausgebildet, ein Drehungsverhältnis des Eingangskörpers zum Ausgangskörper zu steuern. Der erste Motor ist ausgebildet, eine Drehung an den Getriebekörper zu übertragen. Der Schneckenantrieb ist in einem Übertragungsweg vorgesehen, der eine Drehung zwischen dem ersten Motor und dem Getriebekörper überträgt.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-223962 , eingereicht am 16. November 2015. Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-223962 wird hiermit durch Bezugnahme umfasst.
HINTERGRUND
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Fahrradantriebseinheit.
Hintergrundinformation
Einige Fahrräder sind mit einer Fahrradantriebseinheit versehen, um den Fahrer dadurch zu unterstützen, eine Hilfsantriebskraft zu erzeugen. Ein Beispiel einer solchen Fahrradantriebseinheit wird in der internationalen PCT-Veröffentlichungsschrift Nr. WO 2013/160477 offenbart, die einen ersten Motor, einen zweiten Motor, ein Paar Stirnzahnräder und einen Planetenzahnradmechanismus umfasst. Die Stirnzahnräder sind jeweils an den Ausgangswellen des ersten und zweiten Motors vorgesehen. Der Planetenzahnradmechanismus ist mit jedem von dem ersten und dem zweiten Motors verbunden. Bei dieser Antriebseinheit wird das Übersetzungsverhältnis beibehalten, wenn die Energieversorgung an den ersten Motor gestoppt wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Allgemein ist die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Merkmale einer Fahrradantriebseinheit gerichtet. Bei einem Merkmal ist eine Fahrradantriebseinheit mit einem Planetenzahnradmechanismus versehen, der ausgebildet ist, eine Drehgeschwindigkeit zu verändern, die durch eine Kurbelwelle ausgegeben wird.
Bei der Fahrradantriebseinheit, die in der internationalen PCT-Veröffentlichung WO 2013/160477 offenbart ist, besteht das Risiko, wenn eine manuelle Antriebskraft in eine Kurbelwelle eingeleitet wird, wenn die Energieversorgung an den ersten Motor gestoppt wird, dass ein Abschnitt des Planetenzahnradmechanismus, der mit dem ersten Motor verbunden ist, in einer unerwünschten Weise aufgrund einer Reaktionskraft davon betätigt wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrradantriebseinheit bereitzustellen, bei der es nicht wahrscheinlich ist, dass eine unerwünschte Betätigung in einem Abschnitt eines Planetenzahnradmechanismus auftritt, der mit einem ersten Motor verbunden ist.
Angesichts des bekannten Stands der Technik und nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Fahrradantriebseinheit nach der vorliegenden Erfindung einen Planetenzahnradmechanismus, einen ersten Motor und einen Schneckenantrieb. Der Planetenzahnradmechanismus umfasst einen Eingangskörper, einen Ausgangskörper und einen Getriebekörper. Der Eingangskörper ist ausgebildet, eine Drehung einer Kurbelwelle zu empfangen. Der Ausgangskörper ist ausgebildet, eine Drehung von dem Eingangskörper nach außerhalb der Fahrradantriebseinheit auszugeben. Der Getriebekörper ist ausgebildet, ein Drehungsverhältnis des Eingangskörpers zum Ausgangskörper zu steuern. Der erste Motor ist ausgebildet, eine Drehung an den Getriebekörper zu übertragen. Der Schneckenantrieb ist in einem Übertragungsweg von Drehung zwischen dem ersten Motor und dem Getriebekörper vorgesehen.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst der Getriebekörper ein erstes Zahnrad, das ein Schneckenrad ist, das mit einer Schnecke des Schneckenantriebs im Eingriff ist, und das an einer Ausgangswelle des ersten Motors vorgesehen ist.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst der Eingangskörper ein Hohlzahnrad. Der Ausgangskörper umfasst ein Planetenzahnrad, das mit dem Hohlzahnrad im Eingriff ist, und einen Träger, der mit dem Planetenzahnrad gekoppelt ist. Der Getriebekörper umfasst ein Sonnenzahnrad, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst der Eingangskörper ein Planetenzahnrad und einen Träger, der mit dem Planetenzahnrad gekoppelt ist. Der Ausgangskörper umfasst ein Hohlzahnrad, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist. Der Getriebekörper umfasst ein Sonnenzahnrad, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst der Getriebekörper des Weiteren ein erstes Zahnrad, das ein Schneckenrad ist, das mit einer Schnecke des Schneckenantriebs im Eingriff ist, das an einer Ausgangswelle des ersten Motors vorgesehen ist, und das erste Zahnrad und das Sonnenzahnrad sind ein einziger Körper.
Ein Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst des Weiteren einen zweiten Motor, der ausgebildet ist, eine manuelle Antriebskraft zu unterstützen, die auf die Kurbelwelle ausgeübt wird.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst der Eingangskörper ein zweites Zahnrad. Der zweite Motor weist eine Ausgangswelle mit einem Stirnzahnrad auf, das mit dem zweiten Zahnrad im Eingriff ist.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst der Eingangskörper des Weiteren ein Hohlzahnrad. Das zweite Zahnrad und das Hohlzahnrad sind ein einziger Körper. Der Ausgangskörper umfasst ein Planetenzahnrad, das mit dem Hohlzahnrad im Eingriff ist, und einen Träger, der mit dem Planetenzahnrad gekoppelt ist. Der Getriebekörper umfasst ein Sonnenzahnrad, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst der Eingangskörper des Weiteren ein Planetenzahnrad und einen Träger, der mit dem Planetenzahnrad gekoppelt ist. Das zweite Zahnrad und der Träger sind ein einziger Körper.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst der Ausgangskörper ein drittes Zahnrad. Der zweite Motor weist eine Ausgangswelle mit einem Stirnzahnrad auf, das mit dem dritten Zahnrad im Eingriff ist.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst der Eingangskörper ein Hohlzahnrad. Der Ausgangskörper umfasst des Weiteren ein Planetenzahnrad, das mit dem Hohlzahnrad im Eingriff ist, und einen Träger, der mit dem Planetenzahnrad gekoppelt ist. Das dritte Zahnrad und der Träger sind ein einziger Körper.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst der Eingangskörper ein Planetenzahnrad und einen Träger, der mit dem Planetenzahnrad gekoppelt ist. Der Getriebekörper umfasst ein Sonnenzahnrad, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist. Der Ausgangskörper umfasst des Weiteren ein Hohlzahnrad, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist. Das dritte Zahnrad und ein Hohlzahnrad sind ein einziger Körper.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit weist die Ausgangswelle des ersten Motors eine Längsmittelachse auf, die nicht-parallel zu einer Längsmittelachse der Ausgangswelle des zweiten Motors ist.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit sind die Längsmittelachse der Ausgangswelle des ersten Motors und die Längsmittelachse der Ausgangswelle des zweiten Motors in einer Projektionsebene rechtwinklig.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit weist die Ausgangswelle des ersten Motors eine Längsmittelachse auf, und die Kurbelwelle weist eine Längsmittelachse auf, die zu der Längsmittelachse der Ausgangswelle des ersten Motors in einer Projektionsebene rechtwinklig ist, wenn die Fahrradantriebseinheit an der Kurbelwelle vorgesehen ist.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit ist der Getriebekörper so angeordnet, dass er koaxial mit der Kurbelwelle angeordnet ist, wenn die Fahrradantriebseinheit an der Kurbelwelle vorgesehen ist.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit ist die Schnecke in einer zu zumindest einem von dem Eingangskörper und dem Ausgangskörper unterschiedlichen axialen Position bezüglich einer Axialrichtung entlang einer Längsmittelachse der Kurbelwelle angeordnet, wenn die Fahrradantriebseinheit an der Kurbelwelle vorgesehen ist.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit weist der Schneckenantrieb eine Schnecke auf, die einen Reibungswinkel aufweist, der größer oder gleich dem Steigungswinkel der Schnecke ist.
Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit ist der erste Motor ein Motor vom Innenrotortyp.
Ein Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst des Weiteren eine Ausgangseinheit, die mit dem Ausgangskörper gekoppelt ist, und die Ausgangseinheit ist ausgebildet, an einem vorderen Ritzel befestigt zu sein.
Ein Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst des Weiteren die Kurbelwelle.
Gemäß der Fahrradantriebseinheit ist es nicht wahrscheinlich, dass eine unerwünschte Betätigung in einem Abschnitt des Planetenzahnradmechanismus auftritt, der mit dem ersten Motor verbunden ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es wird nun Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil dieser ursprünglichen Offenbarung bilden.
1 ist eine Querschnittsansicht der Fahrradantriebseinheit einer ersten Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Diagramm, das die Drehrichtung jeder Komponente des Planetenzahnradmechanismus aus 1 zeigt.
3 ist eine perspektivische Darstellung eines Teils der Fahrradantriebseinheit aus 1.
4 ist eine halbe Querschnittsansicht der Fahrradantriebseinheit einer zweiten Ausführungsform.
5 ist ein schematisches Diagramm, das die Drehrichtung jeder Komponente des Planetenzahnradmechanismus aus 4 zeigt.
6 ist eine perspektivische Darstellung eines Teils der Fahrradantriebseinheit aus 4.
7 ist ein schematisches Diagramm der Fahrradantriebseinheit eines ersten abgewandelten Beispiels.
8 ist ein schematisches Diagramm der Fahrradantriebseinheit eines zweiten abgewandelten Beispiels.
9 ist ein schematisches Diagramm der Fahrradantriebseinheit eines dritten abgewandelten Beispiels.
10 ist ein schematisches Diagramm der Fahrradantriebseinheit eines vierten abgewandelten Beispiels.
11 ist ein schematisches Diagramm der Fahrradantriebseinheit eines fünften abgewandelten Beispiels.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausgewählte Ausführungsformen werden nun anhand der Zeichnungen erläutert. Es wird Fachleuten auf dem Gebiet der Fahrräder aus dieser Offenbarung heraus deutlich sein, dass die folgenden Beschreibungen der Ausführungsformen nur zur Verdeutlichung vorgesehen sind, und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung, wie sie durch die anhängenden Ansprüche und deren Äquivalente beschrieben ist.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Fahrradantriebseinheit 10 wird in 1 (hiernach als "Antriebseinheit 10" bezeichnet) nach einer ersten Ausführungsform gezeigt. Die Fahrradantriebseinheit 10 ist an einem Rahmen (nicht gezeigt) eines Fahrrads vorgesehen. Die Antriebseinheit 10 wird durch Energie angetrieben, die von einer Batterie (nicht gezeigt) geliefert wird, die an dem Rahmen des Fahrrads vorgesehen ist. Die Antriebseinheit 10 weist eine Funktion des Unterstützens der Fahrt eines Fahrrads durch Kombinieren einer Unterstützungskraft mit einer manuellen Antriebskraft und eine Funktion des Veränderns des Übersetzungsverhältnisses des Fahrrads auf.
Die Fahrradantriebseinheit 10 umfasst einen Planetenzahnradmechanismus 20, einen ersten Motor 30 und eine Schnecke 36 eines Schneckenantriebs, der unten besprochen wird. Die Antriebseinheit 10 umfasst bevorzugt des Weiteren eine Kurbelwelle 12, einen zweiten Motor 40, eine Ausgangseinheit 14, eine Steuereinrichtung 16 und ein Gehäuse 18.
Das Gehäuse 18 ist mit der Kurbelwelle 12, der Ausgangseinheit 14, der Steuereinrichtung 16, dem Planetenzahnradmechanismus 20, dem ersten Motor 30, der Schnecke 36 und dem zweiten Motor 40 versehen. Beide Enden der Kurbelwelle 12 ragen aus dem Gehäuse 18 heraus. Das Gehäuse 18 lagert die Kurbelwelle 12 drehbar. Das vordere Ritzel SF ist an der Seite des Gehäuses 18 angeordnet und ist mit der Ausgangseinheit 14 gekoppelt. Die Ausgangseinheit 14 überträgt die Drehung der Kurbelwelle 12 an das vordere Ritzel SF.
Der Planetenzahnradmechanismus 20 ist ausgebildet, die Geschwindigkeit der Drehung der Kurbelwelle 12 zu verändern und diese nach außerhalb der Antriebseinheit 10 auszugeben. Der Planetenzahnradmechanismus 20 umfasst einen Eingangskörper 22, einen Ausgangskörper 24 und einen Getriebekörper 26. Die Drehung der Kurbelwelle 12 wird in den Eingangskörper 22 eingeleitet. Der Ausgangskörper 24 gibt die Drehung, die an den Eingangskörper 22 übertragen wird, nach außerhalb der Antriebseinheit 10 aus. Der Getriebekörper 26 ist ausgebildet, das Drehungsverhältnis zwischen dem Eingangskörper 22 und dem Ausgangskörper 24 zu steuern. Der Eingangskörper 22 und der Getriebekörper 26 sind koaxial mit der Kurbelwelle 12 angeordnet. Der Eingangskörper 22 ist koaxial mit dem Getriebekörper 26 angeordnet. Der Ausgangskörper 24 ist an die Ausgangseinheit 14 gekoppelt.
Der Getriebekörper 26 umfasst ein Sonnenzahnrad 26A und ein erstes Zahnrad 26B. Bevorzugt ist der Getriebekörper 26 ein einziger Körper, der das Sonnenzahnrad 26A und das erste Zahnrad 26B umfasst. Das Sonnenzahnrad 26A und das erste Zahnrad 26B sind in zylindrischen Formen ausgebildet. Die Position, in der das Sonnenzahnrad 26A angeordnet ist, ist eine Position auf der zu der Seite mit dem vorderen Ritzel SF gegenüberliegenden Seite bezüglich des ersten Zahnrads 26B in einer Richtung entlang der Achse JC der Kurbelwelle 12 (hiernach als "Kurbelwellenrichtung" bezeichnet). Das erste Zahnrad 26B ist ein Schneckenrad, das mit der Schnecke 36 des Schneckenantriebs in Eingriff kommt. Der Schneckenantrieb wird durch das erste Zahnrad 26B (das Schneckenrad und die Schnecke 36) ausgebildet. Ein Abschnitt des ersten Zahnrads 26B ragt weiter auf der Seite mit dem vorderen Ritzel SF hervor als der Eingangskörper 22. Der Außendurchmesser des ersten Zahnrads 26B ist größer als der Außendurchmesser des Sonnenzahnrads 26A. In einem weiteren Beispiel können das Sonnenzahnrad 26A und das erste Zahnrad 26B als separate Teile ausgebildet sein, und der Getriebekörper 26 kann dadurch gebildet werden, dass die beiden Teile aneinander gekoppelt werden. Der Außendurchmesser des ersten Zahnrads 26B und der Außendurchmesser des Sonnenzahnrads 26A können derselbe Durchmesser sein. Das Sonnenzahnrad 26A kann ein Stirnzahnrad oder ein Schrägstirnzahnrad sein. Wenn der Außendurchmesser des ersten Zahnrads 26B und der Außendurchmesser des Sonnenzahnrads 26A so ausgebildet sind, dass sie derselbe Durchmesser sind, dann können die Zähne des Sonnenzahnrads 26A und die Zähne des ersten Zahnrads 26B so ausgebildet sein, dass sie durchgehend sind.
Der Eingangskörper 22 umfasst ein Hohlzahnrad 22A und ein zweites Zahnrad 22B. Bevorzugt ist der Eingangskörper 22 ein einziger Körper, der das Hohlzahnrad 22A und das zweite Zahnrad 22B umfasst. Das Hohlzahnrad 22A und das zweite Zahnrad 22B sind in zylindrischen Formen ausgebildet. Der Eingangskörper 22 ist an die Kurbelwelle 12 gekoppelt. Der Eingangskörper 22 umfasst einen Verbindungsabschnitt 22C, der mit der Kurbelwelle 12 verbunden ist. Der Verbindungsabschnitt 22C ist einstückig mit dem Hohlzahnrad 22A und dem zweiten Zahnrad 22B ausgebildet. Die Kopplungsstruktur zwischen dem Eingangskörper 22 und der Kurbelwelle 12 kann eine einer Mehrzahl von Formen annehmen. In einer ersten Ausführungsform sind eine Keilverzahnung, die an der Außenrandfläche der Kurbelwelle 12 vorgesehen ist, und eine Keilverzahnung zusammengepasst, die an der Innenrandfläche des Eingangskörpers 22 vorgesehen ist. In einer zweiten Ausführungsform ist die Kurbelwelle 12 in die Randfläche des Eingangskörpers 22 pressgepasst. Das zweite Zahnrad 22B ist an einem Außenrandteil des Eingangskörpers 22 ausgebildet. In einem weiteren Beispiel können das Hohlzahnrad 22A und das zweite Zahnrad 22B als separate Teile ausgebildet sein, und der Eingangskörper 22 kann dadurch gebildet werden, dass die beiden aneinander gekoppelt werden. Wenn das Sonnenzahnrad 26A ein Stirnzahnrad ist, dann sind auch das Hohlzahnrad 22A und das Planetenzahnrad 24A aus Stirnzahnrädern (wie unten beschrieben) ausgebildet, und wenn das Sonnenzahnrad 26A ein Schrägstirnzahnrad ist, dann sind auch das Hohlzahnrad 22A und das Planetenzahnrad 24A aus Schrägstirnzahnrädern ausgebildet.
Der Ausgangskörper 24 umfasst eine Mehrzahl von Planetenzahnrädern 24A, einen Träger 24B und eine Mehrzahl von Planetenzapfen 24C. Die Planetenzahnräder 24A sind mit dem Hohlzahnrad 22A und dem Sonnenzahnrad 26A in Eingriff. Der Träger 24B ist mit den Planetenzahnrädern 24A gekoppelt. Die Anzahl der Planetenzahnräder 24A ist eine Angelegenheit, die wie benötigt und/oder gewünscht frei festgelegt werden kann. Im Beispiel, das in 2 gezeigt wird, umfasst der Ausgangskörper 24 drei der Planetenzahnräder 24A, jedoch kann die Anzahl der Planetenzahnräder 24A eins oder mehr sein.
Die Planetenzapfen 24C werden in die Planetenzahnräder 24A und den Träger 24B eingesteckt, um die Planetenzahnräder 24A und den Träger 24B zu koppeln. Beide Enden der Planetenzapfen 24C ragen von den Planetenzahnrädern 24A in der Kurbelwellenrichtung hervor und werden durch den Träger 24B gelagert. Diese Lagerstruktur der Planetenzahnräder 24A und der Planetenzapfen 24C kann eine von mehreren Formen annehmen. In einer ersten Ausführungsform sind die Planetenzapfen 24C bezüglich des Trägers 24B drehbar, und die Planetenzahnräder 24A sind bezüglich der Planetenzapfen 24C drehfest. In einer zweiten Ausführungsform sind die Planetenzapfen 24C bezüglich des Trägers 24B drehfest, und die Planetenzahnräder 24A sind bezüglich der Planetenzapfen 24C drehbar. In einer dritten Ausführungsform sind die Planetenzapfen 24C bezüglich des Trägers 24B drehbar, und die Planetenzahnräder 24A sind bezüglich der Planetenzapfen 24C drehbar.
Jedes der Planetenzahnräder 24A umfasst ein großes Zahnrad 24D und ein kleines Zahnrad 24E. Die Anzahl der Zähne des großen Zahnrads 24D ist größer als die Anzahl der Zähne des kleinen Zahnrads 24E. Das große Zahnrad 24D ist mit dem Sonnenzahnrad 26A in Eingriff. Das kleine Zahnrad 24E ist mit dem Hohlzahnrad 22A in Eingriff. In einem weiteren Beispiel kann jedes der Planetenzahnräder 24A nur ein Zahnrad umfassen, das mit dem Sonnenzahnrad 26A und dem Hohlzahnrad 22A in Eingriff ist.
Der Träger 24B ist koaxial mit der Kurbelwelle 12 angeordnet. Der Träger 24B wird durch jedes der Planetenzahnräder 24A gedreht, die sich um das Sonnenzahnrad 26A drehen. Der Träger 24B umfasst einen ersten Träger 24F und einen zweiten Träger 24G. Der erste Träger 24F und der zweite Träger 24G sind separate Teile. Der Träger 24B wird dadurch ausgebildet, dass der erste Träger 24F und der zweiten Träger 24G fixiert werden. In einem weiteren Beispiel kann der Träger 24B ein einziger Körper sein, der den ersten Träger 24F und den zweiten Träger 24G umfasst.
Der erste Träger 24F lagert ein Ende von jedem der Planetenzapfen 24C. Der zweite Träger 24G lagert das andere Ende von jedem der Planetenzapfen 24C. Ein Ende des Planetenzapfens 24C ist in einer Position angeordnet, die weiter von dem vorderen Ritzel SF entfernt ist als das andere Ende des Planetenzapfens 24C. Der Ausgangskörper 24 umfasst einen Verbindungsabschnitt 24H. Die Form des Verbindungsabschnitts 24H ist eine zylindrische Form. Der Verbindungsabschnitt 24H ist an einem Innenrandteil des ersten Trägers 24F ausgebildet. Die Position, an der der Verbindungsabschnitt 24H angeordnet ist, liegt zwischen dem Innenrand des Sonnenzahnrads 26A und dem Außenrand der Kurbelwelle 12. Der Verbindungsabschnitt 24H und der erste Träger 24F können einstückig ausgebildet sein, oder als separate Körper ausgebildet und miteinander gekoppelt sein.
Die Antriebseinheit 10 umfasst des Weiteren eine Mehrzahl von Achswellenlagern 28 und eine Schraube B. Die Achswellenlager 28 sind an Positionen angeordnet, die zwischen dem Außenrand des Verbindungsabschnitts 24H und dem Innenrand des Getriebekörpers 26 liegen. Der Verbindungsabschnitt 24H lagert den Getriebekörper 26 über die Achswellenlager 28. Der Getriebekörper 26 ist bezüglich des Verbindungsabschnitts 24H drehbar. Die Ausgangseinheit 14 ist mit dem Ende des Verbindungsabschnitts 24H verbunden. Die Ausgangseinheit 14 ist in einer rohrförmigen Form ausgebildet, und ist koaxial mit der Kurbelwelle 12 vorgesehen. Das vordere Ritzel SF ist beispielsweise durch eine Keilverzahnung mit der Ausgangseinheit 14 gekoppelt. Die Ausgangseinheit 14 ist über ein Lager an dem Gehäuse 18 gelagert. Die Schraube B ist an das Ende der Ausgangseinheit 14 so geschraubt, dass sie das vordere Ritzel SF zwischen der Schraube B und der Ausgangseinheit 14 sandwichartig anordnet. Auf diese Weise ist die Ausgangseinheit 14 an den Ausgangskörper 24 gekoppelt, und das vordere Ritzel SF kann daran befestigt werden. Die Ausgangseinheit 14 kann mit dem Ausgangskörper 24 einstückig ausgebildet sein.
Der erste Motor 30 und der zweite Motor 40 sind an dem Gehäuse 18 befestigt. Der erste Motor 30 ist ausgebildet, eine Drehung an den Getriebekörper 26 zu übertragen. Der zweite Motor 40 unterstützt eine manuelle Antriebskraft, die auf die Kurbelwelle 12 ausgeübt wird. Der erste Motor 30 und der zweite Motor 40 sind Motoren vom Innenrotortyp. Bei einem Beispiel sind der erste Motor 30 und der zweite Motor 40 dreiphasige bürstenlose Motoren. Die Typen und Arten des ersten Motors 30 und des zweiten Motors 40 können wie benötigt und/oder gewünscht frei verändert werden. Zumindest einer von dem ersten Motor 30 und dem zweiten Motor 40 kann auch ein Motor von Außenrotortyp sein.
Wie in den 1 und 3 gezeigt, unterscheiden sich die Richtung entlang der Achse J1 der Ausgangswelle 32 des ersten Motors 30 und die Richtung entlang der Achse JC der Kurbelwelle 12 voneinander. Bevorzugt sind die Richtung entlang der Achse J1 der Ausgangswelle 32 des ersten Motors 30 und die Richtung entlang der Achse JC der Kurbelwelle 12 in einer Projektionsebene rechtwinklig zueinander. Die Richtung entlang der Achse J2 der Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 und die Richtung entlang der Achse JC der Kurbelwelle 12 sind parallel. Die Richtung entlang der Achse J1 der Ausgangswelle 32 des ersten Motors 30 und die Richtung entlang der Achse J2 der Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 sind in einer Projektionsebene rechtwinklig zueinander. Auf diese Weise unterscheiden sich die Richtung entlang der Achse J1 der Ausgangswelle 32 des ersten Motors 30 und die Richtung entlang der Achse J2 der Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 voneinander. Die Beziehungen dieser Richtungen können wie benötigt und/oder gewünscht frei verändert werden. Es ist nicht notwendig, dass die Richtung entlang der Achse J1 der Ausgangswelle 32 des ersten Motors 30 und die Richtung entlang der Achse J2 der Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 in einer Projektionsebene rechtwinklig zueinander sind oder einander schneiden.
Der erste Motor 30 dreht den Getriebekörper 26 über die Schnecke 36. Der erste Motor 30 verändert das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20, der das Übersetzungsverhältnis des Fahrrads bestimmt. Das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20 ist durch das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit, die von dem Planetenzahnradmechanismus 20 ausgegeben wird, relativ zu der Drehgeschwindigkeit bestimmt, die in den Planetenzahnradmechanismus 20 eingeleitet wird.
Die Schnecke 36 ist in einem Übertragungsweg von Drehung zwischen dem ersten Motor 30 und dem Getriebekörper 26 vorgesehen. Bevorzugt ist die Schnecke 36 an der Ausgangswelle 32 des ersten Motors 30 vorgesehen. Wie in 1 gezeigt, ist die Schnecke 36 an einer Position in der Kurbelwellenrichtung vorgesehen, die sich von dem Eingangskörper 22 unterscheidet. Bei einem Beispiel ist die Position, in der die Schnecke 36 in der Kurbelwellenrichtung angeordnet ist, eine Position, die weiter auf der Seite des vorderen Ritzels SF ist als das Hohlzahnrad 22A, das zweite Zahnrad 22B und die Planetenzahnräder 24A. Die Schnecke 36 ist an einer Position in der Radialrichtung der Kurbelwelle 12 vorgesehen, die sich von dem zweiten Zahnrad 22B unterscheidet. Bei einem Beispiel ist die Schnecke 36 in der Radialrichtung der Kurbelwelle 12 innerhalb des zweiten Zahnrads 22B und außerhalb des Sonnenzahnrads 26A angeordnet.
Der Reibungswinkel der Schnecke 36 ist größer oder gleich dem Steigungswinkel (Drehungswinkel) der Schnecke 36. Auch wenn eine Drehung in das erste Zahnrad 26B eingeleitet wird, dreht sich dementsprechend das erste Zahnrad 26B aufgrund des Eingriffs des ersten Zahnrads 26B und der Schnecke 36 nicht wesentlich. Die Schnecke 36 und die Ausgangswelle 32 können ein einziger Körper sein, oder die Ausgangswelle 32 und die Schnecke 36 können getrennt ausgebildet und über ein Gelenk oder dergleichen gekoppelt sein.
Wie in 3 gezeigt, ist das Gehäuse 34 des ersten Motors 30 in der Radialrichtung der Kurbelwelle 12 weiter nach außen hin angeordnet als das Hohlzahnrad 22A. Das Gehäuse 34 ist so an einer Position angeordnet, dass ein Abschnitt davon den Getriebekörper 26 und den Ausgangskörper 24 in einer Richtung überlappt, die parallel zur Achse J1 der Ausgangswelle 32 ist.
Wie in 1 gezeigt, ist die Position, an der die Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 angeordnet ist, eine Position, die in der Radialrichtung weiter von der Kurbelwelle 12 entfernt ist als die Schnecke 36. Die Antriebseinheit 10 umfasst des Weiteren ein Stirnzahnrad 44. Das Stirnzahnrad 44 ist an der Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 vorgesehen. Das Stirnzahnrad 44 kann als ein von der Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 getrennter Körper ausgebildet sein und an der Ausgangswelle 42 fixiert sein, oder kann derselbe Körper wie die Ausgangswelle 42 sein. Das Stirnzahnrad 44 ist mit dem zweiten Zahnrad 22B in Eingriff. Das Stirnzahnrad 44 und das zweite Zahnrad 22B übertragen Drehmoment von dem zweiten Motor 40 an das Hohlzahnrad 22A.
Die Steuereinrichtung 16 ist an einer Position im Gehäuse 18 auf der dem vorderen Ritzel SF bezüglich der Kurbelwellenrichtung gegenüberliegenden Seite angeordnet. Die Steuereinrichtung 16 umfasst eine Schaltplatine, die zumindest einen Prozessor, zumindest eine Speichervorrichtung, eine erste Treiberschaltung und eine zweite Treiberschaltung aufweist. Die Schaltplatine verläuft in einer Richtung, die rechtwinklig zu der Achse JC der Kurbelwelle 12 ist. Der zumindest eine Prozessor und die zumindest eine Speichervorrichtung sind auf der Schaltplatine montiert. Die erste Treiberschaltung ist auf der Schaltplatine montiert und treibt den ersten Motor 30 an. Die zweite Treiberschaltung ist auf der Schaltplatine montiert und treibt den zweiten Motor 40 an. Wenn die Drehrichtung der Kurbelwelle 12 in einer ersten Drehrichtung zum Vorwärtsbewegen des Fahrrads ist, treibt die Steuereinrichtung 16 den ersten Motor 30 und den zweiten Motor 40 basierend auf einem Fahrtzustand des Fahrrads an. Die Steuereinrichtung 16 treibt den zweiten Motor 40 durch zumindest die zweite Treiberschaltung basierend auf einem Signal an, das beispielsweise von einem Drehmomentsensor und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (beide nicht gezeigt) eingegeben wird. Die Steuereinrichtung 16 treibt den ersten Motor 30 durch die erste Treiberschaltung basierend auf einem Signal an, das von einer Betätigungsvorrichtung (nicht gezeigt) zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses des Fahrrads eingegeben wird. Die Steuereinrichtung 16 kann den ersten Motor 30 und den zweiten Motor 40 durch die erste Treiberschaltung und die zweite Treiberschaltung basierend auf einem Signal antreiben, das beispielsweise von zumindest einem von einem Drehmomentsensor, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und einem Kurbeldrehsensor (keiner davon gezeigt) eingegeben wird. Wenn die Drehrichtung der Kurbelwelle 12 in einer zweiten Drehrichtung ist, die die zu der ersten Drehrichtung Entgegengesetzte ist, stoppt die Steuereinrichtung 16 den ersten Motor 30 und den zweiten Motor 40.
Wenn ein Betätigungssignal zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses des Planetenzahnradmechanismus 20 eingegeben wird, steuert die Steuereinrichtung 16 die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 30 so, dass das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit der Ausgangseinheit 14 bezüglich der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 12 ein vorgegebenes Verhältnis sein wird. Wenn beispielsweise ein Betätigungssignal zum Erhöhen des Übersetzungsverhältnisses des Planetenzahnradmechanismus 20 eingegeben wird, treibt die Steuereinrichtung 16 den ersten Motor 30 so an, dass das Sonnenzahnrad 26A in der zweiten Drehrichtung gedreht wird (siehe 2). Somit wird verglichen damit, wenn das Sonnenzahnrad 26A nicht gedreht wird, die Drehgeschwindigkeit des Planetenzahnrads 24A erhöht. Daher wird die Drehgeschwindigkeit des Trägers 24B erhöht, und das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20 wird erhöht. Die Steuereinrichtung 16 ist programmiert, das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20 stufenlos zu verändern, indem sie die Drehgeschwindigkeit des Sonnenzahnrads 26A verändert.
In einem weiteren Beispiel ist die Steuereinrichtung 16 programmiert, das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20 stufenweise zu verändern, indem sie die Drehgeschwindigkeit des Sonnenzahnrads 26A stufenweise verändert. Die Anzahl der Stufen des Übersetzungsverhältnisses des Planetenzahnradmechanismus 20 und die Größe jedes Übersetzungsverhältnisses werden im Vorhinein festgelegt. Wenn eine externe Vorrichtung drahtgebunden oder drahtlos mit der Steuereinrichtung 16 verbunden ist, ist die externe Vorrichtung ausgebildet, die Anzahl der Schritte des Übersetzungsverhältnisses des Planetenzahnradmechanismus 20 und die Größe jedes Übersetzungsverhältnisses zu verändern. Beispiele einer externen Vorrichtung sind ein Fahrradcomputer oder ein Personal Computer.
Nachdem sie den Planetenzahnradmechanismus 20 auf ein Zielübersetzungsverhältnis geschaltet hat, stoppt die Steuereinrichtung 16 die Energieversorgung an den ersten Motor 30. Wenn die Energieversorgung an den ersten Motor 30 gestoppt ist, ist die Drehung des Getriebekörpers 26 aufgrund des Eingriffs der Schnecke 36 und des ersten Zahnrads 26B beschränkt. Dementsprechend wird das Übersetzungsverhältnis 20 basierend auf der Zahnradzahl jeder Komponente des Planetenzahnradmechanismus 20 auf dem Zielübersetzungsverhältnis gehalten.
Wenn ein der manuellen Antriebskraft entsprechendes Signal eingegeben wird, ist die Steuereinrichtung 16 programmiert, den zweiten Motor 40 so zu steuern, dass das Verhältnis des Ausgangsdrehmoments des zweiten Motors 40 bezüglich der manuellen Antriebskraft ein vorgegebenes Verhältnis sein wird. Somit wird das Drehmoment des zweiten Motors 40 an den Träger 24B über das Hohlzahnrad 22A übertragen. Dann werden dieses Drehmoment und Drehmoment, das von der Kurbelwelle 12 eingeleitet wird, kombiniert und an das vordere Ritzel SF über die Ausgangseinheit 14 übertragen. Wenn ein Betätigungssignal zum Verändern der Unterstützungskraft eingegeben wird, ist die Steuereinrichtung 16 programmiert, das Verhältnis des Ausgangsdrehmoments des zweiten Motors 40 bezüglich des Drehmoments aufgrund der manuellen Antriebskraft zu verändern, und steuert den zweiten Motor 40.
Nach der ersten Ausführungsform werden die folgenden Wirkungen und Effekte erreicht.

(1) Die Antriebseinheit 10 umfasst die Schnecke 36, die in einem Übertragungsweg von Drehung zwischen dem Planetenzahnradmechanismus 20 und dem ersten Motor 30 vorgesehen ist. Nach diesem Aufbau ist, wenn eine manuelle Antriebskraft in die Kurbelwelle 12 eingeleitet wird, die Drehung des Getriebekörpers 26 aufgrund des Eingriffs der Schnecke 36 und des ersten Zahnrads 26B beschränkt. Dementsprechend ist es unwahrscheinlich, dass eine unerwünschte Betätigung in einem Abschnitt des Planetenzahnradmechanismus 20 auftritt, der mit dem ersten Motor 30 verbunden ist, wenn eine manuelle Antriebskraft in die Kurbelwelle 12 eingeleitet wird.
(2) Die Antriebseinheit 10 umfasst das Stirnzahnrad 44, das an der Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 vorgesehen ist. Verglichen mit einem Aufbau, bei dem eine Schnecke an der Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 vorgesehen ist, ist gemäß diesem Aufbau die Übertragungseffizienz zwischen dem zweiten Motor 40 und dem zweiten Zahnrad 22B erhöht.
(3) Der Reibungswinkel der Schnecke 36 ist größer oder gleich dem Steigungswinkel der Schnecke 36. Gemäß diesem Aufbau ist es noch unwahrscheinlicher, dass eine unerwünschte Betätigung in einem Abschnitt des Planetenzahnradmechanismus 20 auftritt, der mit dem ersten Motor 30 verbunden ist, wenn eine manuelle Antriebskraft in die Kurbelwelle 12 eingeleitet wird.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Antriebseinheit 50 einer zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschrieben.
Wie in 4 gezeigt, umfasst die Antriebseinheit 50 einen Planetenzahnradmechanismus 60, einen ersten Motor 70 und eine Schnecke 76. Die Antriebseinheit 50 umfasst bevorzugt des Weiteren eine Kurbelwelle 52, einen zweiten Motor 80, eine Ausgangseinheit 54, eine Steuereinrichtung 56 und ein Gehäuse 58.
Das Gehäuse 58 ist mit der Kurbelwelle 52, der Ausgangseinheit 54, der Steuereinrichtung 56, dem Planetenzahnradmechanismus 60, dem ersten Motor 70, der Schnecke 76 und dem zweiten Motor 80 versehen. Ein Lagerabschnitt 58A ist koaxial mit der Kurbelwelle 52 angeordnet. Der Abschnitt 58A ist auf der Seite ausgebildet, die bezüglich der Kurbelwellenrichtung dem vorderen Ritzel SF im Gehäuse 58 gegenüberliegt. Der Lagerabschnitt 58A ist in einer zylindrischen Form ausgebildet. Die Kurbelwelle 52 ist in den Lagerabschnitt 58A eingesteckt. Das Gehäuse 58 lagert die Kurbelwelle 52 drehbar. Beide Enden der Kurbelwelle 52 ragen von dem Gehäuse 58 in der Kurbelwellenrichtung vor. Das vordere Ritzel SF ist an der Seite des Gehäuses 58 angeordnet und ist mit der Ausgangseinheit 54 gekoppelt. Die Ausgangseinheit 54 überträgt die Drehung der Kurbelwelle 52 an das vordere Ritzel SF.
Der Planetenzahnradmechanismus 60 verändert die Geschwindigkeit der Drehung der Kurbelwelle 52 gibt diese nach außen aus. Der Planetenzahnradmechanismus 60 umfasst einen Eingangskörper 62, einen Ausgangskörper 64 und einen Getriebekörper 66. Die Drehung der Kurbelwelle 52 wird in den Eingangskörper 62 eingeleitet. Der Ausgangskörper 64 gibt die Drehung nach außen aus. Der Getriebekörper 66 ist ausgebildet, das Drehungsverhältnis zwischen dem Eingangskörper 62 und dem Ausgangskörper 64 zu steuern. Der Ausgangskörper 64 und der Getriebekörper 66 sind koaxial mit der Kurbelwelle 52 angeordnet. Der Ausgangskörper 64 ist an die Ausgangseinheit 54 gekoppelt.
Der Getriebekörper 66 ist drehbar an dem Lagerabschnitt 58A durch mehrere Achswellenlager 68 gelagert. Der Getriebekörper 66 kann ebenfalls drehbar an der Kurbelwelle 52 gelagert sein. Der Getriebekörper 66 umfasst ein Sonnenzahnrad 66A und ein erstes Zahnrad 66B. Bevorzugt ist der Getriebekörper 66 ein einziger Körper, der das Sonnenzahnrad 66A und das erste Zahnrad 66B umfasst. Das Sonnenzahnrad 66A und das erste Zahnrad 66B sind in zylindrischen Formen ausgebildet. Die Position, in der das Sonnenzahnrad 66A angeordnet ist, ist eine Position auf der Seite des vorderen Ritzels SF in der Kurbelwellenrichtung bezüglich des ersten Zahnrads 66B. Das erste Zahnrad 66B ist an einer Position auf der Seite angeordnet, die der Seite des vorderen Ritzels SF in der Kurbelwellenrichtung bezüglich des Ausgangskörpers 64 gegenüberliegt. Das erste Zahnrad 66B ist ein Schneckenrad, das mit der Schnecke 76 in Eingriff kommt. In einem weiteren Beispiel können das Sonnenzahnrad 66A und das erste Zahnrad 66B als separate Körper ausgebildet sein, und der Getriebekörper 26 kann dadurch gebildet werden, dass die beiden aneinander gekoppelt werden. Der Außendurchmesser des ersten Zahnrads 66B und der Außendurchmesser des Sonnenzahnrads 66A können derselbe Durchmesser sein. Das Sonnenzahnrad 66A kann ein Stirnzahnrad oder ein Schrägstirnzahnrad sein. Wenn das Sonnenzahnrad 66A als Schrägstirnzahnrad ausgebildet ist, können der Außendurchmesser des ersten Zahnrads 66B und der Außendurchmesser des Sonnenzahnrads 66A derselbe Durchmesser sein, und die Zähne des Sonnenzahnrads 66A und die Zähne des ersten Zahnrads 66B können so ausgebildet sein, dass sie durchgehend sind.
Der Ausgangskörper 64 umfasst ein Hohlzahnrad 64A. Eine Ausgangseinheit 54 ist an ein Ende des Hohlzahnrads 64A auf der Seite mit dem vorderen Ritzel SF gekoppelt. Die Ausgangseinheit 54 ist in einer rohrförmigen Form ausgebildet, und ist koaxial mit der Kurbelwelle 12 vorgesehen. Die Ausgangseinheit 54 ist über ein Lager an dem Gehäuse 58 gelagert. Das vordere Ritzel SF ist auf dieselbe Weise wie in der ersten Ausführungsform an der Ausgangseinheit 54 befestigt. Auf diese Weise umfasst die Antriebseinheit 50 des Weiteren eine Ausgangseinheit 54, die mit dem Ausgangskörper 64 gekoppelt ist, und an der das vordere Ritzel SF befestigt sein kann. Wenn das Sonnenzahnrad 66A ein Stirnzahnrad ist, dann sind auch das Hohlzahnrad 64A und das Planetenzahnrad 62A Stirnzahnräder, und wenn das Sonnenzahnrad 66A ein Schrägstirnzahnrad ist, dann sind auch das Hohlzahnrad 64A und das Planetenzahnrad 62A Schrägstirnzahnräder.
Der Eingangskörper 62 umfasst eine Mehrzahl von Planetenzahnrädern 62A, einen Träger 62B, der an das Planetenzahnrad 62A gekoppelt ist, und eine Mehrzahl von Planetenzapfen 62C. Die Planetenzahnräder 62A sind mit dem Hohlzahnrad 64A und dem Sonnenzahnrad 66A in Eingriff. Der Träger 62B ist mit den Planetenzahnrädern 62A gekoppelt. Die Anzahl der Planetenzahnräder 62A ist eine Angelegenheit, die wie benötigt und/oder gewünscht frei festgelegt werden kann. Im Beispiel, das in 5 gezeigt wird, umfasst der Eingangskörper 62 drei der Planetenzahnräder 62A, jedoch kann die Anzahl der Planetenzahnräder 62A eins oder mehr sein.
Die Planetenzapfen 62C werden in die Planetenzahnräder 62A und den Träger 62B eingesteckt, um die Planetenzahnräder 62A und den Träger 62B zu koppeln. Beide Enden der Planetenzapfen 62C ragen von den Planetenzahnrädern 62A in der Kurbelwellenrichtung hervor und werden durch den Träger 62B gelagert. Diese Lagerstruktur der Planetenzahnräder 62A und der Planetenzapfen 62C kann eine von mehreren Formen annehmen. In einer ersten Ausführungsform sind die Planetenzapfen 62C bezüglich des Trägers 62B drehbar, und die Planetenzahnräder 62A sind bezüglich der Planetenzapfen 62C drehfest. In einer zweiten Ausführungsform sind die Planetenzapfen 62C bezüglich des Trägers 62B drehfest, und die Planetenzahnräder 62A sind bezüglich des Planetenzapfens 62C drehbar. In einer dritten Ausführungsform sind die Planetenzapfen 62C bezüglich des Trägers 62B drehbar, und die Planetenzahnräder 62A sind bezüglich der Planetenzapfen 62C drehbar.
Jedes der Planetenzahnräder 62A umfasst ein großes Zahnrad 62D und ein kleines Zahnrad 62E. Die Anzahl der Zähne des großen Zahnrads 62D ist größer als die Anzahl der Zähne des kleinen Zahnrads 62E. Das große Zahnrad 62D ist mit dem Sonnenzahnrad 66A in Eingriff. Das kleine Zahnrad 62E ist mit dem Hohlzahnrad 64A in Eingriff. In einem weiteren Beispiel kann jedes der Planetenzahnräder 62A nur ein Zahnrad umfassen, das mit dem Sonnenzahnrad 66A und dem Hohlzahnrad 64A in Eingriff ist.
Der Träger 62B ist koaxial mit der Kurbelwelle 52 angeordnet. Der Träger 62B wird durch jedes der Planetenzahnräder 62A gedreht, die sich um das Sonnenzahnrad 66A drehen. Der Träger 62B umfasst einen ersten Träger 62F und einen zweiten Träger 62G. Der erste Träger 62F und der zweite Träger 62G sind separate Teile. Der Träger 62B wird dadurch ausgebildet, dass der erste Träger 62F und der zweiten Träger 62G fixiert werden. In einem weiteren Beispiel kann der Träger 62B ein einziger Körper sein, der den ersten Träger 62F und den zweiten Träger 62G umfasst.
Der erste Träger 62F lagert ein Ende von jedem der Planetenzapfen 62C. Der zweite Träger 62G lagert das andere Ende von jedem der Planetenzapfen 62C. Eines der Enden der Planetenzapfen 62C ist in einer Position angeordnet, die weiter von dem vorderen Ritzel SF entfernt ist als die anderen Enden der Planetenzapfen 62C.
Ein zweites Zahnrad 62H ist in dem Außenrandteil des zweiten Trägers 62G ausgebildet. Das heißt, der Eingangskörper 62 umfasst einen einzelnen Körper, der den zweiten Träger 62G und das zweite Zahnrad 62H umfasst. In einem weiteren Beispiel können das zweite Zahnrad 62H und der zweite Träger 62G als separate Teile vorgesehen sein, und der Eingangskörper 62 kann dadurch gebildet werden, dass die beiden Teile aneinander gekoppelt werden.
Der erste Motor 70 und der zweite Motor 80 sind an dem Gehäuse 58 befestigt. Der erste Motor 70 ist ausgebildet, eine Drehung an den Getriebekörper 66 zu übertragen. Der zweite Motor 80 unterstützt eine manuelle Antriebskraft, die auf die Kurbelwelle 52 ausgeübt wird. Der erste Motor 70 und der zweite Motor 80 sind Motoren vom Innenrotortyp. Bei einem Beispiel sind der erste Motor 70 und der zweite Motor 80 dreiphasige bürstenlose Motoren. Der Typ und die Art des ersten Motors 70 und des zweiten Motors 80 können wie benötigt und/oder gewünscht frei verändert werden. Zumindest einer von dem ersten Motor 70 und dem zweiten Motor 80 kann auch ein Motor von Außenrotortyp sein.
Wie in den 4 und 6 gezeigt, unterscheiden sich die Richtung entlang der Achse J1 der Ausgangswelle 72 des ersten Motors 70 und die Richtung entlang der Achse JC der Kurbelwelle 52 voneinander. Bevorzugt sind die Richtung entlang der Achse J1 der Ausgangswelle 72 des ersten Motors 70 und die Richtung entlang der Achse JC der Kurbelwelle 52 in einer Projektionsebene rechtwinklig zueinander. Die Richtung entlang der Achse J2 der Ausgangswelle 82 des zweiten Motors 80 und die Richtung entlang der Achse JC der Kurbelwelle 52 sind parallel. Die Richtung entlang der Achse J1 der Ausgangswelle 72 des ersten Motors 70 und die Richtung entlang der Achse J2 der Ausgangswelle 82 des zweiten Motors 80 sind in einer Projektionsebene rechtwinklig zueinander. Auf diese Weise unterscheiden sich die Richtung entlang der Achse J1 der Ausgangswelle 72 des ersten Motors 70 und die Richtung entlang der Achse J2 der Ausgangswelle 82 des zweiten Motors 80 voneinander. Die Beziehungen dieser Richtungen können wie benötigt und/oder gewünscht frei verändert werden. Es ist nicht notwendig, dass die Richtung entlang der Achse J1 der Ausgangswelle 72 des ersten Motors 70 und die Richtung entlang der Achse J2 der Ausgangswelle 82 des zweiten Motors 80 in einer Projektionsebene rechtwinklig zueinander sind oder einander schneiden.
Der erste Motor 70 dreht den Getriebekörper 66 über die Schnecke 76. Der erste Motor 70 verändert das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 60, was das Übersetzungsverhältnis des Fahrrads bestimmt. Das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 60 ist durch die Drehgeschwindigkeit, die von dem Planetenzahnradmechanismus 60 ausgegeben wird, relativ zu der Drehgeschwindigkeit bestimmt, die in den Planetenzahnradmechanismus 60 eingeleitet wird.
Die Schnecke 76 ist in einem Übertragungsweg von Drehung zwischen dem ersten Motor 70 und dem Getriebekörper 66 vorgesehen. Bevorzugt ist die Schnecke 76 an der Ausgangswelle 72 des ersten Motors 70 vorgesehen. Wie in 4 gezeigt, ist die Schnecke 76 an einer Position in einer Richtung entlang der Kurbelwelle 52 vorgesehen, die sich von dem Eingangskörper 62 und dem Ausgangskörper 64 unterscheidet. Bei einem Beispiel ist die Position, in der die Schnecke 76 in der Kurbelwellenrichtung angeordnet ist, eine Position, die weiter auf der Seite gegenüber dem vorderen Ritzel SF ist als das Hohlzahnrad 64A, die Planetenzahnräder 62A, der Träger 62B und das zweite Zahnrad 62H. Die Schnecke 76 ist an einer Position in der Radialrichtung der Kurbelwelle 12 vorgesehen, die sich von dem zweiten Zahnrad 62H unterscheidet. Bei einem Beispiel ist die Schnecke 76 in der Radialrichtung der Kurbelwelle 12 innerhalb des zweiten Zahnrads 62H und außerhalb des Sonnenzahnrads 66A angeordnet.
Der Reibungswinkel der Schnecke 76 ist größer oder gleich dem Steigungswinkel (Drehungswinkel) der Schnecke 76. Auch wenn die Drehung des ersten Zahnrad 66B an die Schnecke 76 übertragen wird, dreht sich dementsprechend die Schnecke 76 aufgrund des Eingriffs des ersten Zahnrads 66B und der Schnecke 76 nicht. Die Schnecke 76 und die Ausgangswelle 72 können ein einziger Körper sein, oder die Ausgangswelle 72 und die Schnecke 76 können getrennt ausgebildet und über ein Gelenk oder dergleichen gekoppelt sein.
Wie in 6 gezeigt, ist das Gehäuse 74 des ersten Motors 70 in der Radialrichtung der Kurbelwelle 52 außerhalb des Trägers 62B angeordnet. Das Gehäuse 74 ist so an einer Position angeordnet, dass ein Abschnitt davon den Getriebekörper 66 und den Eingangskörper 62 in einer Richtung überlappt, die parallel zur Achse J1 der Ausgangswelle 72 ist.
Wie in 4 gezeigt, ist die Position, an der die Ausgangswelle 82 des zweiten Motors 80 angeordnet ist, eine Position, die in der Radialrichtung weiter von der Kurbelwelle 52 entfernt ist als die Schnecke 76. Die Antriebseinheit 50 umfasst des Weiteren ein Stirnzahnrad 84. Das Stirnzahnrad 84 ist an der Ausgangswelle 82 des zweiten Motors 80 vorgesehen. Das Stirnzahnrad 84 kann als ein von der Ausgangswelle 82 des zweiten Motors 80 getrennter Körper ausgebildet sein und an der Ausgangswelle 82 fixiert sein, oder kann derselbe Körper wie die Ausgangswelle 82 sein. Das Stirnzahnrad 84 ist mit dem zweiten Zahnrad 62H in Eingriff. Das Stirnzahnrad 84 und das zweite Zahnrad 62H übertragen Drehmoment von dem zweiten Motor 80 an den Träger 62B.
Die Steuereinrichtung 56 ist an einer Position im Gehäuse 58 angeordnet, die in der Kurbelwellenrichtung weiter auf der Seite des vorderen Ritzels SF liegt als der Planetenzahnradmechanismus 60, der erste Motor 70 und der zweite Motor 80. Die Steuereinrichtung 56 weist denselben Aufbau und dieselbe Steuerungsprogrammierung auf wie die Steuereinrichtung 16 der ersten Ausführungsform, bei der jedoch der erste Motor 70 anstelle des ersten Motors 30 gesteuert wird, und der zweite Motor 80 anstelle des zweiten Motors 40 gesteuert wird.
Die Schaltbetätigung der Antriebseinheit 50 wird unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben. Die Unterstützungsbetätigung der Antriebseinheit 50 ist dieselbe wie die Unterstützungsbetätigung der Antriebseinheit 10. In der schematischen Ansicht der 5 wird der Träger 62B der Einfachheit halber durch eine dreieckige Form gezeigt, jedoch ist die tatsächliche Form des Trägers 62B anders, wie in 6 gezeigt wird. Die erste Drehrichtung und die zweite Drehrichtung der Kurbelwelle 52 sind dieselben wie die erste Drehrichtung und die zweite Drehrichtung der Kurbelwelle 12 der ersten Ausführungsform.
Wenn ein Betätigungssignal zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses des Planetenzahnradmechanismus 60 eingegeben wird, ist die Steuereinrichtung 56 programmiert, die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 70 so zu steuern, dass das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit der Ausgangseinheit 54 bezüglich der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 52 ein vorgegebenes Verhältnis sein wird. Wenn beispielsweise ein Betätigungssignal zum Erhöhen des Übersetzungsverhältnisses des Planetenzahnradmechanismus 60 eingegeben wird, betreibt die Steuereinrichtung 56 den ersten Motor 70 so, dass das Sonnenzahnrad 66A in der zweiten Drehrichtung gedreht wird (siehe 5). Verglichen damit, dass das Sonnenzahnrad 66A nicht gedreht wird, wird daher, wie in 5 gezeigt wird, die Drehgeschwindigkeit des Planetenzahnrads 62A erhöht; daher wird die Drehgeschwindigkeit des Trägers 62B erhöht, und das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 60 wird erhöht. Die Steuereinrichtung 56 ist programmiert, das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 60 stufenlos zu verändern, indem sie die Drehgeschwindigkeit des Sonnenzahnrads 66A verändert. In einem weiteren Beispiel kann die Steuereinrichtung das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 60 stufenweise verändern, indem sie die Drehgeschwindigkeit des Sonnenzahnrads 66A stufenweise verändert.
Nachdem sie den Planetenzahnradmechanismus 60 auf ein Zielübersetzungsverhältnis geschaltet hat, ist die Steuereinrichtung 56 programmiert, die Energieversorgung an den ersten Motor 70 zu stoppen. Wenn die Energieversorgung an den ersten Motor 70 gestoppt ist, ist die Drehung des Getriebekörpers 66 aufgrund des Eingriffs der Schnecke 76 und des ersten Zahnrads 66B beschränkt. Dementsprechend wird das Übersetzungsverhältnis 60 basierend auf der Zahnradzahl jeder Komponente des Planetenzahnradmechanismus 60 auf dem Zielübersetzungsverhältnis gehalten. Da der Träger 62B den Eingangskörper 62 ausbildet und das Hohlzahnrad 64A an die Ausgangseinheit 54 gekoppelt ist, beschleunigt der Planetenzahnradmechanismus 60 die Drehung, die in den Planetenzahnradmechanismus 60 eingeleitet wird, und gibt diese aus, wenn das Sonnenzahnrad 66A nicht gedreht wird. Dementsprechend ist das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 60, wenn die Steuereinrichtung 56 die Energieversorgung an den ersten Motor 70 stoppt, "1" oder mehr, beispielsweise "1,2". Nach der zweiten Ausführungsform werden dieselben Wirkungen wie die Wirkungen der ersten Ausführungsform erreicht.
ABWANDLUNGEN
Die Beschreibungen, die sich auf jede oben beschriebene Ausführungsform beziehen, sind Beispiele für Formen, die die Fahrradantriebseinheit nach der vorliegenden Erfindung annehmen kann, und sollen die Formen davon nicht beschränken. Die Fahrradantriebseinheit nach der vorliegenden Erfindung kann die Formen der abgewandelten Beispiele der oben beschriebenen Ausführungsformen annehmen, die unten beschrieben werden, wie auch Formen, die zumindest zwei Abwandlungen, die einander nicht widersprechen, kombinieren. In den 8 bis 11 wird das Bezugszeichen der Antriebseinheit 10 der Einfachheit halber verwendet.
Die Position des ersten Motors 70 der zweiten Ausführungsform kann wie benötigt und/oder gewünscht frei verändert werden. 7 zeigt ein Beispiel davon. In diesem Beispiel ist der erste Motor 70 in einer Richtung, die rechtwinklig zu der Kurbelwellenrichtung ist, weiter außerhalb des Hohlzahnrads 64A angeordnet.
Die Position des zweiten Motors 80 der zweiten Ausführungsform kann wie benötigt und/oder gewünscht frei verändert werden. 7 zeigt ein Beispiel davon. In diesem Beispiel ist der zweite Motor 80 koaxial mit der Kurbelwelle 52 angeordnet. Der Träger 62B umfasst Innenumfangszähne 62I. Die Innenumfangszähne 62I sind mit einem Stirnzahnrad 84 in Eingriff, das an der Ausgangswelle 82 des zweiten Motors 80 vorgesehen ist.
Der Aufbau der Antriebseinheit kann wie benötigt und/oder gewünscht frei verändert werden, wie beispielsweise in den 8 bis 11 gezeigt. 8 zeigt ein erstes Beispiel eines Aufbaus der Antriebseinheit. Bei dem Planetenzahnradmechanismus 20 der Antriebseinheit aus 8 umfasst der Eingangskörper 22 das Hohlzahnrad 22A, während der Ausgangskörper 24 die Planetenzahnräder 24A, einen Träger 24B und ein drittes Zahnrad 24I umfasst. Der Getriebekörper 26 umfasst das Sonnenzahnrad 26A und ein erstes Zahnrad 26B. Das dritte Zahnrad 24I und der Träger 24B sind ein einziger Körper. Das heißt, der Ausgangskörper 24 umfasst einen einzelnen Körper, der das dritte Zahnrad 24I und den Träger 24B umfasst. Durch einen solchen Aufbau des Planetenzahnradmechanismus 20 wird die Drehung der Kurbelwelle 12 in das Hohlzahnrad 22A eingeleitet, und die Drehung des Trägers 24B wird an das vordere Ritzel SF über die Ausgangseinheit 14 ausgegeben. Wenn das Sonnenzahnrad 26A nicht gedreht wird, ist das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20 kleiner als "1". Der erste Motor 30 ist mit dem Getriebekörper 26 verbunden, und der zweite Motor 40 ist mit dem Ausgangskörper 24 verbunden. Die Schnecke 36 ist an der Ausgangswelle 32 des ersten Motors 30 vorgesehen und an das erste Zahnrad 26B gekoppelt. Das Stirnzahnrad 44 ist an der Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 vorgesehen und ist mit dem dritten Zahnrad 24I in Eingriff. Dementsprechend ist die Drehung des ersten Zahnrads 26B beschränkt, wenn das Antreiben des ersten Motors 30 gestoppt wird; auch wenn Drehmoment von den Planetenzahnrädern 24A an das Sonnenzahnrad 26A übertragen wird, dreht sich daher das Sonnenzahnrad 26A nicht. Das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20 kann in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 30 stufenlos verändert werden, indem der erste Motor 30 das Sonnenzahnrad 26A antreibt, sich in der zweiten Drehrichtung zu drehen.
In einem weiteren Beispiel der Antriebseinheit der 8 sind der Träger 24B und das dritte Zahnrad 24I separat ausgebildet. Wenn sie separat ausgebildet sind, bilden der Träger 24B und das dritte Zahnrad 24I den Ausgangskörper 24, indem sie zusammengebaut werden.
9 zeigt ein zweites Beispiel eines Aufbaus der Antriebseinheit. Bei dem Planetenzahnradmechanismus 20 der Antriebseinheit aus 9 umfasst der Eingangskörper 22 zumindest eines von dem Planetenzahnrad 24A und dem Träger 24B, während der Ausgangskörper 24 das Hohlzahnrad 22A und das dritte Zahnrad 24I umfasst. Der Getriebekörper 26 umfasst das Sonnenzahnrad 26A und das erste Zahnrad 26B. Das dritte Zahnrad 24I und das Hohlzahnrad 22A sind ein einziger Körper. Das heißt, der Ausgangskörper 24 umfasst einen einzelnen Körper, der das dritte Zahnrad 24I und das Hohlzahnrad 22A umfasst. Durch einen solchen Aufbau des Planetenzahnradmechanismus 20 wird die Drehung der Kurbelwelle 12 in den Träger 24B eingeleitet, und die Drehung des Hohlzahnrads 22A wird an das vordere Ritzel SF über die Ausgangseinheit 14 ausgegeben. Wenn das Sonnenzahnrad 26A nicht gedreht wird, ist das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20 größer oder gleich "1". Der erste Motor 30 ist mit dem Getriebekörper 26 verbunden, und der zweite Motor 40 ist mit dem Ausgangskörper 24 verbunden. Die Schnecke 36 ist an der Ausgangswelle 32 des ersten Motors 30 vorgesehen und an das erste Zahnrad 26B gekoppelt. Das Stirnzahnrad 44 ist an der Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 vorgesehen und ist mit dem dritten Zahnrad 24I in Eingriff. Dementsprechend ist die Drehung des ersten Zahnrads 26B beschränkt, wenn das Antreiben des ersten Motors 30 gestoppt wird; auch wenn Drehmoment von dem Planetenzahnrad 24A an das Sonnenzahnrad 26A übertragen wird, dreht sich daher das Sonnenzahnrad 26A nicht. Das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20 kann in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 30 stufenlos verändert werden, indem der erste Motor 30 das Sonnenzahnrad 26A antreibt, sich in der zweiten Drehrichtung zu drehen.
In einem weiteren Beispiel der Antriebseinheit der 9 sind das dritte Zahnrad 24I und das Hohlzahnrad 22A separat ausgebildet. Wenn sie separat ausgebildet sind, bilden das Hohlzahnrad 22A und das dritte Zahnrad 24I den Ausgangskörper 24, indem sie zusammengebaut werden.
10 zeigt ein drittes Beispiel eines Aufbaus der Antriebseinheit. Bei dem Planetenzahnradmechanismus 20 der Antriebseinheit aus 10 umfasst der Eingangskörper 22 das Sonnenzahnrad 26A und ein zweites Zahnrad 22D, während der Ausgangskörper 24 zumindest eines von den Planetenzahnrädern 24A und dem Träger 24B umfasst. Der Getriebekörper 26 umfasst das Hohlzahnrad 22A und ein erstes Zahnrad 26C. Dadurch wird die Drehung der Kurbelwelle 12 in das Sonnenzahnrad 26A eingeleitet, und die Drehung des Trägers 24B wird an das vordere Ritzel SF über die Ausgangseinheit 14 ausgegeben. Wenn das Hohlzahnrad 22A nicht gedreht wird, ist das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20 kleiner als "1". Der erste Motor 30 ist mit dem Getriebekörper 26 verbunden, und der zweite Motor 40 ist mit dem Eingangskörper 22 verbunden. Die Schnecke 36 ist an der Ausgangswelle 32 des ersten Motors 30 vorgesehen und an das erste Zahnrad 26C gekoppelt. Das Stirnzahnrad 44 ist an der Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 vorgesehen und ist mit dem zweiten Zahnrad 22D in Eingriff. Dementsprechend ist die Drehung des ersten Zahnrads 26C beschränkt, wenn das Antreiben des ersten Motors 30 gestoppt wird; auch wenn Drehmoment von dem Planetenzahnrad 24A an das Hohlzahnrad 22A übertragen wird, dreht sich daher das Hohlzahnrad 22A nicht. Das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20 kann in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 30 stufenlos verändert werden, indem der erste Motor 30 das Hohlzahnrad 22A antreibt, sich in der ersten Drehrichtung zu drehen.
11 zeigt ein viertes Beispiel eines Aufbaus der Antriebseinheit. Bei dem Planetenzahnradmechanismus 20 der Antriebseinheit aus 11 umfasst der Eingangskörper 22 das Sonnenzahnrad 26A, während der Ausgangskörper 24 zumindest eines von den Planetenzahnrädern 24A, dem Träger 24B und dem dritten Zahnrad 24I umfasst. Der Getriebekörper 26 umfasst das Hohlzahnrad 22A und das erste Zahnrad 26C. Das dritte Zahnrad 24I und der Träger 24B sind ein einziger Körper. Das heißt, der Ausgangskörper 24 umfasst einen einzelnen Körper, der das dritte Zahnrad 24I und den Träger 24B umfasst. Durch einen solchen Aufbau des Planetenzahnradmechanismus 20 wird die Drehung der Kurbelwelle 12 in das Sonnenzahnrad 26A eingeleitet, und die Drehung des Trägers 24B wird an das vordere Ritzel SF über die Ausgangseinheit 14 ausgegeben. Wenn das Hohlzahnrad 22A nicht gedreht wird, ist das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20 kleiner als "1". Der erste Motor 30 ist mit dem Getriebekörper 26 verbunden, und der zweite Motor 40 ist mit dem Ausgangskörper 24 verbunden. Die Schnecke 36 ist an der Ausgangswelle 32 des ersten Motors 30 vorgesehen und an das erste Zahnrad 26C gekoppelt. Das Stirnzahnrad 44 ist an der Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 vorgesehen und ist mit dem dritten Zahnrad 24I in Eingriff. Dementsprechend ist die Drehung des ersten Zahnrads 26C beschränkt, wenn das Antreiben des ersten Motors 30 gestoppt wird; auch wenn Drehmoment von dem Planetenzahnrad 24A an das Hohlzahnrad 22A übertragen wird, dreht sich daher das Hohlzahnrad 22A nicht. Das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20 kann in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 30 stufenlos verändert werden, indem der erste Motor 30 das Hohlzahnrad 22A antreibt, sich in der ersten Drehrichtung zu drehen.
In einem weiteren Beispiel der Antriebseinheit der 11 sind das dritte Zahnrad 24I und der Träger 24B separat ausgebildet. Wenn sie separat ausgebildet sind, bilden der Träger 24B und das dritte Zahnrad 24I den Ausgangskörper 24, indem sie zusammengebaut werden.
Der Gangschaltmodus des ersten Motors 30 der ersten Ausführungsform kann wie benötigt und/oder gewünscht frei verändert werden. Bei einem Beispiel dreht der erste Motor 30 das Sonnenzahnrad 26A in der ersten Drehrichtung. In diesem Fall wird das Übersetzungsverhältnis des Planetenzahnradmechanismus 20 kleiner als das Übersetzungsverhältnis von dann, wenn der erste Motor 30 gestoppt wird. Der Gangschaltmodus des ersten Motors 70 der zweiten Ausführungsform kann ebenfalls frei verändert werden.
Die Positionen des ersten Motors 30 und des zweiten Motors 40 der ersten Ausführungsform können wie benötigt und/oder gewünscht frei verändert werden. In einem Beispiel ist zumindest einer von dem ersten Motor 30 und dem zweiten Motor 40 außerhalb des Gehäuses 18 vorgesehen. Die Positionen des ersten Motors 70 und des zweiten Motors 80 der zweiten Ausführungsform können ebenfalls wie benötigt und/oder gewünscht frei verändert werden.
Die Antriebseinheit 10 der ersten Ausführungsform kann eine Form annehmen, die den zweiten Motor 40 nicht umfasst. In diesem Fall kann das zweite Zahnrad 22B von der Antriebseinheit 10 weggelassen werden. Die Antriebseinheit 50 der zweiten Ausführungsform kann ebenfalls in derselben Weise verändert werden.
Die Antriebseinheit 10 der ersten Ausführungsform kann eine Form annehmen, die die Kurbelwelle 12 nicht umfasst. In diesem Fall ist eine Kurbelwelle 12 als eine Komponente des Fahrrads an der Antriebseinheit 10 vorgesehen. Die Antriebseinheit 50 der zweiten Ausführungsform kann ebenfalls in derselben Weise verändert werden.
In der ersten Ausführungsform kann eines oder eine Mehrzahl von Zahnrädern im Übertragungsweg zwischen der Ausgangswelle 32 des ersten Motors 30 und dem Getriebekörper 26 zusätzlich zur Schnecke 36 vorgesehen werden, um die Geschwindigkeit der Drehung der Ausgangswelle 32 zu verringern und diese an den Eingangskörper 22 zu übertragen. Die Antriebseinheit 50 der zweiten Ausführungsform kann ebenfalls in derselben Weise verändert werden.
In der ersten Ausführungsform kann eines oder eine Mehrzahl von Zahnrädern zwischen der Ausgangswelle 42 des zweiten Motors 40 und dem Eingangskörper 22 oder dem Ausgangskörper 24 zusätzlich zum Stirnzahnrad 44 vorgesehen werden, um die Geschwindigkeit der Drehung der Ausgangswelle 42 zu verringern und diese an den Eingangskörper 22 oder den Ausgangskörper 24 zu übertragen. Die Antriebseinheit 50 der zweiten Ausführungsform kann ebenfalls in derselben Weise verändert werden.
Zum Verständnis des Umfangs der vorliegenden Erfindung sollen der Begriff "umfassend" und dessen Ableitungen, wie sie hier verwendet werden, offene Begriffe sein, die die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, Zahlen und/oder Schritte angeben, aber die Anwesenheit anderer, nicht angegebener Merkmale, Elemente, Komponenten, Gruppen, Zahlen und/oder Schritte nicht ausschließen. Das Vorstehende gilt ebenfalls für Wörter, die ähnliche Bedeutungen haben, wie "einschließen", "aufweisen" und deren Ableitungen. Auch können, falls nicht anders angegeben, die Begriffe "Teil", "Teilstück", "Abschnitt", "Bauteil" oder "Element", wenn sie im Singular verwendet werden, die doppelte Bedeutung eines einzelnen Teils oder einer Mehrzahl von Teilen haben.
Es versteht sich ebenfalls, dass, obwohl die Begriffe "erster" und "zweiter" hier verwendet werden können, um verschiedene Komponenten zu beschreiben, diese Komponenten nicht durch diese Begriffe beschränkt werden sollten. Diese Begriffe werden nur verwendet, um eine Komponente von einer anderen zu unterscheiden. Somit könnte zum Beispiel eine erste oben besprochene Komponente als eine zweite Komponente bezeichnet werden, und umgekehrt, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Begriff "befestigt" oder "befestigen", wie er hier verwendet wird, umfasst Konfigurationen, bei denen ein Element direkt an einem anderen Element befestigt wird, indem das Element direkt an dem anderen Element angebracht wird; Konfigurationen, bei denen das Element indirekt an dem anderen Element befestigt wird, indem das Element an dem/den Zwischenelement(en) angebracht wird, das/die wiederum an dem anderen Element angebracht werden; und Konfigurationen, bei denen ein Element mit einem anderen Element einstückig ist, d.h., ein Element ist im Prinzip Teil des anderen Elements. Diese Definition gilt ebenfalls für Wörter mit ähnlicher Bedeutung, zum Beispiel "zusammengefügt", "angeschlossen", "gekoppelt", "montiert", "verbunden", "fixiert" und deren Ableitungen. Schließlich bedeuten Begriffe des Ausmaßes, wie etwa "im Wesentlichen", "ungefähr" und "annähernd", wie sie hier verwendet werden, ein Maß an Abweichung des relativierten Begriffes, derart, dass das Endergebnis nicht bedeutend verändert wird.
Obwohl nur ausgewählte Ausführungsformen zur Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung ausgesucht wurden, wird es Fachleuten aus dieser Offenbarung heraus deutlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen hier gemacht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Zum Beispiel können, falls nicht anders angegeben, die Größe, Form, der Ort oder die Ausrichtung der verschiedenen Komponenten wie benötigt und/oder gewünscht verändert werden, so lange die Veränderungen nicht ihre ihnen zugedachte Funktion wesentlich beeinträchtigen. Falls nicht spezifisch anders angegeben, können Komponenten, die als direkt verbunden oder einander berührend dargestellt werden, Zwischenstrukturen aufweisen, die zwischen ihnen angeordnet sind, solange die Änderungen nicht ihre ihnen zugedachte Funktion wesentlich beeinträchtigen. Die Funktionen eines Elements können durch zwei ausgeführt werden, und umgekehrt, falls nicht spezifisch anders angegeben. Die Strukturen und Funktionen einer Ausführungsform können in eine weitere Ausführungsform übernommen werden. Es ist nicht notwendig, dass sämtliche Vorteile in einer bestimmten Ausführungsform zeitgleich vorliegen. Jedes Merkmal, das gegenüber dem Stand der Technik einzigartig ist, alleine oder in Kombination mit anderen Merkmalen, sollte ebenfalls als eine separate Beschreibung weiterer Erfindungen der Anmelderin angesehen werden, einschließlich der strukturellen und/oder funktionellen Konzepte, die durch (ein) derartige(s) Merkmal(e) verkörpert werden. Somit werden die vorstehenden Beschreibungen der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung nur zur Verdeutlichung vorgesehen, und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung, wie sie durch die anhängenden Ansprüche und deren Äquivalente beschrieben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2015-223962 [0001, 0001]
WO 2013/160477 [0003, 0005]

Claims

Fahrradantriebseinheit, umfassend: einen Planetenzahnradmechanismus, der umfasst einen Eingangskörper, der ausgebildet ist, eine Drehung einer Kurbelwelle zu empfangen, einen Ausgangskörper, der ausgebildet ist, eine Drehung von dem Eingangskörper nach außerhalb der Fahrradantriebseinheit auszugeben, und einen Getriebekörper, der ausgebildet ist, ein Drehungsverhältnis des Eingangskörpers zum Ausgangskörper zu steuern; einen ersten Motor, der ausgebildet ist, eine Drehung an den Getriebekörper zu übertragen; und einen Schneckenantrieb, der in einem Übertragungsweg vorgesehen ist, der Drehung zwischen dem ersten Motor und dem Getriebekörper überträgt.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 1, wobei der Getriebekörper ein erstes Zahnrad umfasst, das ein Schneckenrad ist, das mit einer Schnecke des Schneckenantriebs im Eingriff ist, und das an einer Ausgangswelle des ersten Motors vorgesehen ist.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Eingangskörper ein Hohlzahnrad umfasst, der Ausgangskörper ein Planetenzahnrad, das mit dem Hohlzahnrad im Eingriff ist, und einen Träger umfasst, der mit dem Planetenzahnrad gekoppelt ist, und der Getriebekörper ein Sonnenzahnrad umfasst, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Eingangskörper ein Planetenzahnrad und einen Träger umfasst, der mit dem Planetenzahnrad gekoppelt ist, der Ausgangskörper ein Hohlzahnrad umfasst, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist, und der Getriebekörper ein Sonnenzahnrad umfasst, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Getriebekörper des Weiteren ein erstes Zahnrad umfasst, das ein Schneckenrad ist, das mit einer Schnecke des Schneckenantriebs im Eingriff ist, und das an einer Ausgangswelle des ersten Motors vorgesehen ist, und das erste Zahnrad und das Sonnenzahnrad ein einziger Körper sind.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–5, des Weiteren umfassend einen zweiten Motor, der ausgebildet ist, eine manuelle Antriebskraft zu unterstützen, die auf die Kurbelwelle ausgeübt wird.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 6, wobei der Eingangskörper ein zweites Zahnrad umfasst, und der zweite Motor eine Ausgangswelle mit einem Stirnzahnrad aufweist, das mit dem zweiten Zahnrad im Eingriff ist.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 7, wobei der Eingangskörper des Weiteren ein Hohlzahnrad umfasst, und das zweite Zahnrad und das Hohlzahnrad ein einziger Körper sind, der Ausgangskörper ein Planetenzahnrad, das mit dem Hohlzahnrad im Eingriff ist, und einen Träger umfasst, der mit dem Planetenzahnrad gekoppelt ist, und der Getriebekörper ein Sonnenzahnrad umfasst, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 7, wobei der Eingangskörper des Weiteren ein Planetenzahnrad und einen Träger umfasst, der mit dem Planetenzahnrad gekoppelt ist, und das zweite Zahnrad und der Träger ein einziger Körper sind, der Ausgangskörper ein Hohlzahnrad umfasst, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist, und der Getriebekörper ein Sonnenzahnrad umfasst, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 6, wobei der Ausgangskörper ein drittes Zahnrad umfasst, und der zweite Motor eine Ausgangswelle mit einem Stirnzahnrad aufweist, das mit dem dritten Zahnrad im Eingriff ist.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 10, wobei der Eingangskörper ein Hohlzahnrad umfasst, der Ausgangskörper des Weiteren ein Planetenzahnrad, das mit dem Hohlzahnrad im Eingriff ist, und einen Träger umfasst, der mit dem Planetenzahnrad gekoppelt ist, das dritte Zahnrad und der Träger ein einziger Körper sind, und der Getriebekörper ein Sonnenzahnrad umfasst, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 10, wobei der Eingangskörper ein Planetenzahnrad und einen Träger umfasst, der mit dem Planetenzahnrad gekoppelt ist, der Getriebekörper ein Sonnenzahnrad umfasst, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist, und der Ausgangskörper des Weiteren ein Hohlzahnrad umfasst, das mit dem Planetenzahnrad in Eingriff ist, und das dritte Zahnrad und das Hohlzahnrad ein einziger Körper sind.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 6–12, wobei die Ausgangswelle des ersten Motors eine Längsmittelachse aufweist, die nicht-parallel zu einer Längsmittelachse der Ausgangswelle des zweiten Motors ist.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 13, wobei die Längsmittelachse der Ausgangswelle des ersten Motors und die Längsmittelachse der Ausgangswelle des zweiten Motors in einer Projektionsebene rechtwinklig sind.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–14, wobei die Ausgangswelle des ersten Motors eine Längsmittelachse aufweist, und die Kurbelwelle eine Längsmittelachse aufweist, die zu der Längsmittelachse der Ausgangswelle des ersten Motors in einer Projektionsebene rechtwinklig ist, wenn die Fahrradantriebseinheit an der Kurbelwelle vorgesehen ist.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–15, wobei der Getriebekörper so angeordnet ist, dass er koaxial mit der Kurbelwelle angeordnet ist, wenn die Fahrradantriebseinheit an der Kurbelwelle vorgesehen ist.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–16, wobei die Schnecke in einer zu zumindest einem von dem Eingangskörper und dem Ausgangskörper unterschiedlichen axialen Position bezüglich einer Axialrichtung entlang einer Längsmittelachse der Kurbelwelle angeordnet ist, wenn die Fahrradantriebseinheit an der Kurbelwelle vorgesehen ist.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–17, wobei der Schneckenantrieb eine Schnecke aufweist, die einen Reibungswinkel aufweist, der größer oder gleich dem Steigungswinkel der Schnecke ist.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–18, wobei der erste Motor ein Motor vom Innenrotortyp ist.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–19, des Weiteren umfassend eine Ausgangseinheit, die mit dem Ausgangskörper gekoppelt ist, und die Ausgangseinheit ist ausgebildet, an einem vorderen Ritzel befestigt zu sein.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–20, die des Weiteren die Kurbelwelle umfasst.