(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024090432
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】人力駆動車用の変速機
(51)【国際特許分類】
B62M 11/04 20060101AFI20240627BHJP
F16H 3/44 20060101ALI20240627BHJP
【ＦＩ】
B62M11/04
F16H3/44 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022206347
(22)【出願日】2022-12-23
(71)【出願人】
【識別番号】000002439
【氏名又は名称】株式会社シマノ
(74)【代理人】
【識別番号】100162031
【弁理士】
【氏名又は名称】長田 豊彦
(74)【代理人】
【識別番号】100175721
【弁理士】
【氏名又は名称】高木 秀文
(72)【発明者】
【氏名】山本 貴士
(72)【発明者】
【氏名】横澤 太
【テーマコード（参考）】
3J528
【Ｆターム（参考）】
3J528EA22
3J528EA30
3J528EB37
3J528EB63
3J528EB64
3J528FC20
3J528FC23
3J528FC63
3J528GA19
3J528JA01
3J528JL05
(57)【要約】
【課題】変速性能を向上できる変速機を提供する。
【解決手段】クランク軸を回転可能に支持するハウジングと、前記ハウジングに回転可能に設けられ、前記クランク軸から人力駆動力が伝達される出力軸と、前記ハウジングにおいて前記クランク軸と前記出力軸との間における前記人力駆動力の伝達経路に設けられ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作を実行するように構成される変速機構と、を備え、前記変速機構は、前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の少なくとも一方を、前記人力駆動力を利用してアシストするように構成される変速アシスト機構と、を含む。
【選択図】図２
【解決手段】クランク軸を回転可能に支持するハウジングと、前記ハウジングに回転可能に設けられ、前記クランク軸から人力駆動力が伝達される出力軸と、前記ハウジングにおいて前記クランク軸と前記出力軸との間における前記人力駆動力の伝達経路に設けられ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作を実行するように構成される変速機構と、を備え、前記変速機構は、前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の少なくとも一方を、前記人力駆動力を利用してアシストするように構成される変速アシスト機構と、を含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
人力駆動車用の変速機であって、
クランク軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングに回転可能に設けられ、前記クランク軸から人力駆動力が伝達される出力軸と、
前記ハウジングにおいて前記クランク軸と前記出力軸との間における前記人力駆動力の伝達経路に設けられ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作を実行するように構成される変速機構と、を備え、
前記変速機構は、前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の少なくとも一方を、前記人力駆動力を利用してアシストするように構成される変速アシスト機構を含む、変速機。
クランク軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングに回転可能に設けられ、前記クランク軸から人力駆動力が伝達される出力軸と、
前記ハウジングにおいて前記クランク軸と前記出力軸との間における前記人力駆動力の伝達経路に設けられ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作を実行するように構成される変速機構と、を備え、
前記変速機構は、前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の少なくとも一方を、前記人力駆動力を利用してアシストするように構成される変速アシスト機構を含む、変速機。
【請求項2】
前記変速アシスト機構は、前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作をアシストするように構成される、請求項1に記載の変速機。
【請求項3】
前記変速機構は、
前記ハウジングに回転可能に設けられる中継軸と、
前記中継軸に設けられ、前記クランク軸から前記人力駆動力が伝達される複数の中継軸入力回転体と、
前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作において、前記人力駆動力が前記中継軸に伝達されるように、前記複数の中継軸入力回転体を選択的に前記中継軸に接続する第１接続部と、を含む、請求項１に記載の変速機。
前記ハウジングに回転可能に設けられる中継軸と、
前記中継軸に設けられ、前記クランク軸から前記人力駆動力が伝達される複数の中継軸入力回転体と、
前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作において、前記人力駆動力が前記中継軸に伝達されるように、前記複数の中継軸入力回転体を選択的に前記中継軸に接続する第１接続部と、を含む、請求項１に記載の変速機。
【請求項4】
前記第１接続部は、
前記中継軸と一体回転するように前記中継軸に設けられる複数の第１変速爪部材と、
前記中継軸に設けられ、前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作において前記中継軸に対して相対回転することによって、前記複数の第１変速爪部材を選択的に前記複数の中継軸入力回転体に係合させる変速制御部材と、を含む、請求項３に記載の変速機。
前記中継軸と一体回転するように前記中継軸に設けられる複数の第１変速爪部材と、
前記中継軸に設けられ、前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作において前記中継軸に対して相対回転することによって、前記複数の第１変速爪部材を選択的に前記複数の中継軸入力回転体に係合させる変速制御部材と、を含む、請求項３に記載の変速機。
【請求項5】
前記変速アシスト機構は、
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の少なくとも一方が行われる場合に、前記人力駆動力によって前記変速制御部材、および、前記中継軸を相対回転させることによって、前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の少なくとも一方をアシストするように構成される、請求項４に記載の変速機。
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の少なくとも一方が行われる場合に、前記人力駆動力によって前記変速制御部材、および、前記中継軸を相対回転させることによって、前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の少なくとも一方をアシストするように構成される、請求項４に記載の変速機。
【請求項6】
前記変速アシスト機構は、
前記変速制御部材と一体的に回転するように前記中継軸に設けられる第１回転体と、
前記中継軸、および、前記第１回転体に対して相対回転可能に前記中継軸に設けられ、前記人力駆動力によって、前記中継軸よりも速い回転速度において回転可能な増速回転体と、
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の一方が実行される場合に、前記第１回転体を前記増速回転体に連結させる第１連結部と、を含む、請求項４に記載の変速機。
前記変速制御部材と一体的に回転するように前記中継軸に設けられる第１回転体と、
前記中継軸、および、前記第１回転体に対して相対回転可能に前記中継軸に設けられ、前記人力駆動力によって、前記中継軸よりも速い回転速度において回転可能な増速回転体と、
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の一方が実行される場合に、前記第１回転体を前記増速回転体に連結させる第１連結部と、を含む、請求項４に記載の変速機。
【請求項7】
前記第１連結部は、
前記第１回転体と一体回転するように前記第１回転体に設けられる少なくとも１つの第１連結爪部材と、
前記中継軸に設けられ、前記第１回転体に対して相対回転することによって、前記第１連結爪部材が前記増速回転体に係合する第１位置、および、前記第１連結爪部材が前記増速回転体に係合しない第２位置に移動可能な第２回転体と、を含み、
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の一方が行われる場合に、前記第２回転体が前記第２位置から前記第１位置に移動されることによって、前記第１連結爪部材を介して前記第１回転体が前記増速回転体に連結される、請求項６に記載の変速機。
前記第１回転体と一体回転するように前記第１回転体に設けられる少なくとも１つの第１連結爪部材と、
前記中継軸に設けられ、前記第１回転体に対して相対回転することによって、前記第１連結爪部材が前記増速回転体に係合する第１位置、および、前記第１連結爪部材が前記増速回転体に係合しない第２位置に移動可能な第２回転体と、を含み、
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の一方が行われる場合に、前記第２回転体が前記第２位置から前記第１位置に移動されることによって、前記第１連結爪部材を介して前記第１回転体が前記増速回転体に連結される、請求項６に記載の変速機。
【請求項8】
前記変速アシスト機構は、
前記ハウジングに固定される固定部材と、
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の他方が行われる場合に、第１回転体を前記固定部材に連結する第２連結部と、を含む、請求項４に記載の変速機。
前記ハウジングに固定される固定部材と、
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の他方が行われる場合に、第１回転体を前記固定部材に連結する第２連結部と、を含む、請求項４に記載の変速機。
【請求項9】
前記第２連結部は、
第２回転体と一体回転するように前記第２回転体に設けられる第２連結爪部材と、
前記第２回転体に対して相対回転可能に前記中継軸に設けられ、前記第２回転体に対して相対回転することによって、前記第２連結爪部材が前記固定部材に係合する第３位置、および、前記第２連結爪部材が前記固定部材に係合しない第４位置に移動可能な第３回転体と、を含み、
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の他方が行われる場合に、前記第３回転体が前記第４位置から前記第３位置に移動されることによって、前記第２回転体を介して前記第１回転体を前記固定部材に連結する、請求項８に記載の変速機。
第２回転体と一体回転するように前記第２回転体に設けられる第２連結爪部材と、
前記第２回転体に対して相対回転可能に前記中継軸に設けられ、前記第２回転体に対して相対回転することによって、前記第２連結爪部材が前記固定部材に係合する第３位置、および、前記第２連結爪部材が前記固定部材に係合しない第４位置に移動可能な第３回転体と、を含み、
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の他方が行われる場合に、前記第３回転体が前記第４位置から前記第３位置に移動されることによって、前記第２回転体を介して前記第１回転体を前記固定部材に連結する、請求項８に記載の変速機。
【請求項10】
前記変速アシスト機構は、
前記ハウジングに固定される固定部材と、
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の他方が行われる場合に、前記第１回転体を前記固定部材に連結する第２連結部と、を含む、請求項６に記載の変速機。
前記ハウジングに固定される固定部材と、
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の他方が行われる場合に、前記第１回転体を前記固定部材に連結する第２連結部と、を含む、請求項６に記載の変速機。
【請求項11】
前記第２連結部は、
第２回転体と一体回転するように前記第２回転体に設けられる第２連結爪部材と、
前記第２回転体に対して相対回転可能に前記中継軸に設けられ、前記第２回転体に対して相対回転することによって、前記第２連結爪部材が前記固定部材に係合する第３位置、および、前記第２連結爪部材が前記固定部材に係合しない第４位置に移動可能な第３回転体と、を含み、
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の他方が行われる場合に、前記第３回転体が前記第４位置から前記第３位置に移動されることによって、前記第２回転体を介して前記第１回転体を前記固定部材に連結する、請求項１０に記載の変速機。
第２回転体と一体回転するように前記第２回転体に設けられる第２連結爪部材と、
前記第２回転体に対して相対回転可能に前記中継軸に設けられ、前記第２回転体に対して相対回転することによって、前記第２連結爪部材が前記固定部材に係合する第３位置、および、前記第２連結爪部材が前記固定部材に係合しない第４位置に移動可能な第３回転体と、を含み、
前記クランク軸に前記人力駆動力が入力され、かつ、前記変速機構によって前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作の他方が行われる場合に、前記第３回転体が前記第４位置から前記第３位置に移動されることによって、前記第２回転体を介して前記第１回転体を前記固定部材に連結する、請求項１０に記載の変速機。
【請求項12】
前記第２回転体を前記第１回転体に対して相対回転させ、前記第３回転体を前記第２回転体に対して相対回転させるように構成される変速制御部をさらに含む、請求項１１に記載の変速機。
【請求項13】
前記変速制御部は、前記中継軸に設けられる遊星歯車機構を含む、請求項１２に記載の変速機。
【請求項14】
前記変速制御部は、前記中継軸に設けられる電動アクチュエータを含む、請求項１２に記載の変速機。
【請求項15】
前記変速機構は、
前記中継軸に設けられる複数の中継軸出力回転体を、さらに含み、
前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作において、前記人力駆動力が前記中継軸から前記中継軸出力回転体に伝達されるように、前記複数の中継軸入力回転体を選択的に前記中継軸に接続する第２接続部と、を含む、請求項３に記載の変速機。
前記中継軸に設けられる複数の中継軸出力回転体を、さらに含み、
前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作において、前記人力駆動力が前記中継軸から前記中継軸出力回転体に伝達されるように、前記複数の中継軸入力回転体を選択的に前記中継軸に接続する第２接続部と、を含む、請求項３に記載の変速機。
【請求項16】
前記第１接続部は、
前記中継軸と一体回転するように前記中継軸に設けられる複数の第１変速爪部材と、
前記中継軸に設けられ、前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作において前記中継軸に対して相対回転することによって、前記複数の第１変速爪部材を選択的に前記複数の中継軸入力回転体に係合させる変速制御部材と、を含み、
前記第２接続部は、
前記中継軸と一体回転するように前記中継軸に設けられる複数の第２変速爪部材を含み、
前記変速制御部材は、前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作において前記中継軸に対して相対回転することによって、前記複数の第２変速爪部材を選択的に前記複数の中継軸出力回転体に係合させる、請求項１５に記載の変速機。
前記中継軸と一体回転するように前記中継軸に設けられる複数の第１変速爪部材と、
前記中継軸に設けられ、前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作において前記中継軸に対して相対回転することによって、前記複数の第１変速爪部材を選択的に前記複数の中継軸入力回転体に係合させる変速制御部材と、を含み、
前記第２接続部は、
前記中継軸と一体回転するように前記中継軸に設けられる複数の第２変速爪部材を含み、
前記変速制御部材は、前記シフトアップ動作、および、前記シフトダウン動作において前記中継軸に対して相対回転することによって、前記複数の第２変速爪部材を選択的に前記複数の中継軸出力回転体に係合させる、請求項１５に記載の変速機。
【請求項17】
人力駆動車用の変速機であって、
前記人力駆動車に人力駆動力が入力されることによって回転可能な回転部材を含み、変速比率を変更するように構成される変速機構と、
前記回転部材と一体回転するように前記回転部材に設けられ、前記変速機構を駆動するように構成される電動アクチュエータと、を備える、変速機。
前記人力駆動車に人力駆動力が入力されることによって回転可能な回転部材を含み、変速比率を変更するように構成される変速機構と、
前記回転部材と一体回転するように前記回転部材に設けられ、前記変速機構を駆動するように構成される電動アクチュエータと、を備える、変速機。
【請求項18】
前記変速機構は、シフトアップのためのシフトアップ動作、および、シフトダウンのためのシフトダウン動作の少なくとも一方を、前記人力駆動力を利用してアシストするように構成される変速アシスト機構を含み、
前記電動アクチュエータは、前記変速アシスト機構を駆動するように構成される、請求項１７に記載の変速機。
前記電動アクチュエータは、前記変速アシスト機構を駆動するように構成される、請求項１７に記載の変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、人力駆動車用の変速機の技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、人力駆動車用の変速機が知られている。例えば、特許文献１には、変速機構を備える変速機の技術が開示される。変速機構は、複数のギア、および、切替部を含む。切替部は、複数のギアの中から人力駆動力を伝達するギアを変更するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】ＷＯ２０１２／０６６１２４Ａ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の変速機において、変速性能の向上が望まれる。
【0005】
本開示の目的の１つは、変速性能を向上できる変速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の第１側面に従う変速機は、人力駆動車用の変速機であって、クランク軸を回転可能に支持するハウジングと、ハウジングに回転可能に設けられ、クランク軸から人力駆動力が伝達される出力軸と、ハウジングにおいてクランク軸と出力軸との間における人力駆動力の伝達経路に設けられ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作を実行するように構成される変速機構と、を備え、変速機構は、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストするように構成される変速アシスト機構を含む。
第１側面の変速機によれば、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストできるため、変速性能を向上できる。
第１側面の変速機によれば、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストできるため、変速性能を向上できる。
【0007】
第１側面に従う第２側面の変速機において、変速アシスト機構は、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作をアシストするように構成される。
第２側面の変速機によれば、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作を、人力駆動力を利用してアシストできるため、変速性能をさらに向上できる。
第２側面の変速機によれば、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作を、人力駆動力を利用してアシストできるため、変速性能をさらに向上できる。
【0008】
第１、または、第２側面に従う第３側面の変速機において、変速機構は、ハウジングに回転可能に設けられる中継軸と、中継軸に設けられ、クランク軸から人力駆動力が伝達される複数の中継軸入力回転体と、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作において、人力駆動力が中継軸に伝達されるように、複数の中継軸入力回転体を選択的に中継軸に接続する第１接続部と、を含む。
第３側面の変速機によれば、複数の中継軸入力回転体を含む変速機構において、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストできる。
第３側面の変速機によれば、複数の中継軸入力回転体を含む変速機構において、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストできる。
【0009】
第３側面に従う第４側面の変速機において、第１接続部は、中継軸と一体回転するように中継軸に設けられる複数の第１変速爪部材と、中継軸に設けられ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作において中継軸に対して相対回転することによって、複数の第１変速爪部材を選択的に複数の中継軸入力回転体に係合させる変速制御部材と、を含む。
第４側面の変速機によれば、複数の第１変速爪部材と、変速制御部材と、を含む変速機構において、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストできる。
第４側面の変速機によれば、複数の第１変速爪部材と、変速制御部材と、を含む変速機構において、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストできる。
【0010】
第４側面に従う第５側面の変速機において、変速アシスト機構は、クランク軸に人力駆動力が入力され、かつ、変速機構によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方が行われる場合に、人力駆動力によって変速制御部材、および、中継軸を相対回転させることによって、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方をアシストするように構成される。
第５側面の変速機によれば、クランク軸に人力駆動力が入力され、変速の抵抗が増加する場合において、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方をアシストできるため、変速し易くできる。
第５側面の変速機によれば、クランク軸に人力駆動力が入力され、変速の抵抗が増加する場合において、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方をアシストできるため、変速し易くできる。
【0011】
第４、または、第５側面に従う第６側面の変速機において、変速アシスト機構は、変速制御部材と一体的に回転するように中継軸に設けられる第１回転体と、中継軸、および、第１回転体に対して相対回転可能に中継軸に設けられ、人力駆動力によって、中継軸よりも速い回転速度において回転可能な増速回転体と、クランク軸に人力駆動力が入力され、かつ、変速機構によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の一方が実行される場合に、第１回転体を増速回転体に連結させる第１連結部と、を含む。
第６側面の変速機によれば、クランク軸に人力駆動力が入力され、変速の抵抗が増加する場合において、第１回転体の回転速度を人力駆動力によって増加させ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の一方をアシストできる。
第６側面の変速機によれば、クランク軸に人力駆動力が入力され、変速の抵抗が増加する場合において、第１回転体の回転速度を人力駆動力によって増加させ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の一方をアシストできる。
【0012】
第６側面に従う第７側面の変速機において、第１連結部は、第１回転体と一体回転するように第１回転体に設けられる少なくとも１つの第１連結爪部材と、中継軸に設けられ、第１回転体に対して相対回転することによって、第１連結爪部材が増速回転体に係合する第１位置、および、第１連結爪部材が増速回転体に係合しない第２位置に移動可能な第２回転体と、を含み、クランク軸に人力駆動力が入力され、かつ、変速機構によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の一方が行われる場合に、第２回転体が第２位置から第１位置に移動されることによって、第１連結爪部材を介して第１回転体が増速回転体に連結される。
第７側面の変速機によれば、第２回転体の移動によって第１回転体の回転速度を人力駆動力によって増加させ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の一方をアシストできる。
第７側面の変速機によれば、第２回転体の移動によって第１回転体の回転速度を人力駆動力によって増加させ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の一方をアシストできる。
【0013】
第４、または、第５側面に従う第８側面の変速機において、変速アシスト機構は、ハウジングに固定される固定部材と、クランク軸に人力駆動力が入力され、かつ、変速機構によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方が行われる場合に、第１回転体を固定部材に連結する第２連結部と、を含む。
第８側面の変速機によれば、クランク軸に人力駆動力が入力され、変速の抵抗が増加する場合において、人力駆動力によって、中継軸が第１回転体に対して相対回転するため、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方をアシストできる。
第８側面の変速機によれば、クランク軸に人力駆動力が入力され、変速の抵抗が増加する場合において、人力駆動力によって、中継軸が第１回転体に対して相対回転するため、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方をアシストできる。
【0014】
第８側面に従う第９側面の変速機において、第２連結部は、第２回転体と一体回転するように第２回転体に設けられる第２連結爪部材と、第２回転体に対して相対回転可能に中継軸に設けられ、第２回転体に対して相対回転することによって、第２連結爪部材が固定部材に係合する第３位置、および、第２連結爪部材が固定部材に係合しない第４位置に移動可能な第３回転体と、を含み、クランク軸に人力駆動力が入力され、かつ、変速機構によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方が行われる場合に、第３回転体が第４位置から第３位置に移動されることによって、第２回転体を介して第１回転体を固定部材に連結する。
第９側面の変速機によれば、第３回転体の移動によって中継軸が第１回転体に対して相対回転するため、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方をアシストできる。
第９側面の変速機によれば、第３回転体の移動によって中継軸が第１回転体に対して相対回転するため、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方をアシストできる。
【0015】
第６、または、第７側面に従う第１０側面の変速機において、変速アシスト機構は、ハウジングに固定される固定部材と、クランク軸に人力駆動力が入力され、かつ、変速機構によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方が行われる場合に、第１回転体を固定部材に連結する第２連結部と、を含む。
第１０側面の変速機によれば、クランク軸に人力駆動力が入力され、変速の抵抗が増加する場合において、人力駆動力によって、中継軸が第１回転体に対して相対回転するため、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方をアシストできる。
第１０側面の変速機によれば、クランク軸に人力駆動力が入力され、変速の抵抗が増加する場合において、人力駆動力によって、中継軸が第１回転体に対して相対回転するため、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方をアシストできる。
【0016】
第１０側面に従う第１１側面の変速機において、第２連結部は、第２回転体と一体回転するように第２回転体に設けられる第２連結爪部材と、第２回転体に対して相対回転可能に中継軸に設けられ、第２回転体に対して相対回転することによって、第２連結爪部材が固定部材に係合する第３位置、および、第２連結爪部材が固定部材に係合しない第４位置に移動可能な第３回転体と、を含み、クランク軸に人力駆動力が入力され、かつ、変速機構によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方が行われる場合に、第３回転体が第４位置から第３位置に移動されることによって、第２回転体を介して第１回転体を固定部材に連結する。
第１１側面の変速機によれば、第３回転体の移動によって中継軸が第１回転体に対して相対回転するため、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方をアシストできる。
第１１側面の変速機によれば、第３回転体の移動によって中継軸が第１回転体に対して相対回転するため、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方をアシストできる。
【0017】
第１１側面に従う第１２側面の変速機において、第２回転体を第１回転体に対して相対回転させ、第３回転体を第２回転体に対して相対回転させるように構成される変速制御部をさらに含む。
第１２側面の変速機によれば、変速制御部の動作によって、人力駆動力を利用して、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作をアシストできる。
第１２側面の変速機によれば、変速制御部の動作によって、人力駆動力を利用して、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作をアシストできる。
【0018】
第１２側面に従う第１３側面の変速機において、変速制御部は、中継軸に設けられる遊星歯車機構を含む。
第１３側面の変速機によれば、遊星歯車機構によって、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作をアシストできる。
第１３側面の変速機によれば、遊星歯車機構によって、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作をアシストできる。
【0019】
第１２側面に従う第１４側面の変速機において、変速制御部は、中継軸に設けられる電動アクチュエータを含む。
第１４側面の変速機によれば、電動アクチュエータによって、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作をアシストできる。
第１４側面の変速機によれば、電動アクチュエータによって、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作をアシストできる。
【0020】
第３から第１４側面のいずれか１つに従う第１５側面の変速機において、変速機構は、中継軸に設けられる複数の中継軸出力回転体を、さらに含み、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作において、人力駆動力が中継軸から中継軸出力回転体に伝達されるように、複数の中継軸入力回転体を選択的に中継軸に接続する第２接続部と、を含む。
第１５側面の変速機によれば、複数の中継軸出力回転体を含む変速機構において、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストできる。
第１５側面の変速機によれば、複数の中継軸出力回転体を含む変速機構において、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストできる。
【0021】
第１５側面に従う第１６側面の変速機において、第１接続部は、中継軸と一体回転するように中継軸に設けられる複数の第１変速爪部材と、中継軸に設けられ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作において中継軸に対して相対回転することによって、複数の第１変速爪部材を選択的に複数の中継軸入力回転体に係合させる変速制御部材と、を含み、第２接続部は、中継軸と一体回転するように中継軸に設けられる複数の第２変速爪部材を含み、変速制御部材は、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作において中継軸に対して相対回転することによって、複数の第２変速爪部材を選択的に複数の中継軸出力回転体に係合させる。
第１６側面の変速機によれば、複数の第１変速爪部材、複数の第２変速爪部材、変速制御部材を含む変速機構において、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストできる。
第１６側面の変速機によれば、複数の第１変速爪部材、複数の第２変速爪部材、変速制御部材を含む変速機構において、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストできる。
【0022】
本開示の第１７側面に従う変速機は、人力駆動車用の変速機であって、人力駆動車に人力駆動力が入力されることによって回転可能な回転部材を含み、変速比率を変更するように構成される変速機構と、回転部材と一体回転するように回転部材に設けられ、変速機構を駆動するように構成される電動アクチュエータと、を備える。
第１７側面の変速機によれば、電動アクチュエータによって変速機構を駆動するので、変速機の変速性能を向上できる。第１７側面の変速機によれば、さらに、回転部材において変速が切り替えられる場合に、変速機構の複雑化を抑制できる。
第１７側面の変速機によれば、電動アクチュエータによって変速機構を駆動するので、変速機の変速性能を向上できる。第１７側面の変速機によれば、さらに、回転部材において変速が切り替えられる場合に、変速機構の複雑化を抑制できる。
【0023】
第１７側面に従う第１８側面の変速機は、変速機構は、シフトアップのためのシフトアップ動作、および、シフトダウンのためのシフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストするように構成される変速アシスト機構を含み、電動アクチュエータは、変速アシスト機構を駆動するように構成される。
第１８側面の変速機によれば、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方をアシストできるため、変速機の変速性能を向上できる。
第１８側面の変速機によれば、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方をアシストできるため、変速機の変速性能を向上できる。
【発明の効果】
【0024】
本開示の変速機によれば、変速性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】第１実施形態に係るドライブユニット、および、ドライブトレインを示す側面図。
【図2】変速機付きドライブユニットの構成を示す模式図。
【図3】中継軸、変速制御部材、変速アシスト機構、および、変速制御部を示す分解斜視図。
【図4】中継軸、第１変速爪部材、および、変速制御部材を示す側面断面図。
【図5】中継軸、変速制御部材、変速アシスト機構、および、変速制御部を示す正面断面図。
【図6】変速制御部材、第１回転体、および、第１連結部を示す斜視図。
【図7】変速制御部材、第１回転体、および、第１連結部を示す側面断面図。
【図8】第２回転体、および、第２連結部を示す斜視図。
【図9】第２回転体、および、第２連結部を示す側面断面図。
【図10】人力駆動力、および、モータの駆動力がフロントスプロケットに伝達される様子を示す模式図。
【図11】変速アシスト機構に人力駆動力が伝達される様子を示す正面断面図。
【図12】第１回転体に対して第２回転体が相対回転する様子を示す正面断面図。
【図13】第２回転体が第１位置に移動される状態を示す側面断面図。
【図14】第１回転体に人力駆動力が伝達される様子を示す模式図。
【図15】第２回転体が第２位置に移動される状態を示す側面断面図。
【図16】第２回転体に対して第３回転体が相対回転する様子を示す正面断面図。
【図17】第３回転体が第３位置に移動される状態を示す側面断面図。
【図18】第３回転体が第３位置に移動される状態において、中継軸に人力駆動力が伝達される様子を示す模式図。
【図19】モータを備えない変速機の構成の一例を示す模式図。
【図20】変速アシスト機構の第１変形例を示す模式図。
【図21】変速アシスト機構の第２変形例を示す模式図。
【図22】第２実施形態に係る変速機付きドライブユニットの構成を示す模式図。
【図23】駆動部の第１変形例を示す模式図。
【図24】駆動部の第２変形例を示す模式図。
【図25】駆動部の第３変形例を示す模式図。
【図26】駆動部の第４変形例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【0026】
第１実施形態に係るドライブトレイン１、および、変速機付きドライブユニット６が説明される。第１実施形態に係るドライブトレイン１、および、変速機付きドライブユニット６の説明には、図１から図２１が用いられる。ドライブトレイン１、および、変速機付きドライブユニット６は、人力駆動車に設けられる。本明細書においては、変速機付きドライブユニット６が、ドライブユニット６として記載される。
【0027】
人力駆動車は、少なくとも１つの車輪を有し、少なくとも人力駆動力によって駆動できる乗り物である。人力駆動車は、例えばマウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、ハンドバイク、および、リカンベントなど種々の種類の自転車を含む。人力駆動車が有する車輪の数は限定されない。人力駆動車は、例えば１輪車、および、２輪以上の車輪を有する乗り物を含む。人力駆動車は、人力駆動力のみによって駆動できる乗り物に限定されない。人力駆動車は、人力駆動力だけではなく、電気モータの駆動力を推進に利用するＥ－ｂｉｋｅを含む。Ｅ－ｂｉｋｅは、電気モータによって推進が補助される電動アシスト自転車を含む。
【0028】
図１に示されるドライブトレイン１は、人力駆動力を車輪に伝達するように構成される。ドライブトレイン１は、クランク２、フロントスプロケット３、ドライブチェーン４、および、リアスプロケット５を含む。
【0029】
クランク２は、人力駆動車のフレームに対して回転可能なクランク軸２ａ、クランク軸２ａの軸方向の両端部にそれぞれ設けられる一対のクランクアーム２ｂを含む。クランク軸２ａは、回転中心軸心を有する。一対のクランクアーム２ｂには、それぞれペダル２ｃが連結される。
【0030】
フロントスプロケット３は、ドライブチェーン４を介してリアスプロケット５と連結される。フロントスプロケット３は、ベルト、および、シャフトの少なくとも１つを介してリアスプロケット５と連結されてもよい。ドライブトレイン１は、スプロケットにかえて、プーリ、および、ベベルギアの少なくとも１つを含んでもよい。
【0031】
図２に示されるように、ドライブユニット６は、人力駆動車に推進力を付与するように構成される。本実施形態では、ドライブユニット６は、人力駆動車用の変速機であって、クランク軸２ａを回転可能に支持するハウジング１０と、ハウジング１０に回転可能に設けられ、クランク軸２ａから人力駆動力が伝達される出力軸２０と、ハウジング１０においてクランク軸２ａと出力軸２０との間における人力駆動力の伝達経路に設けられ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作を実行するように構成される変速機構３０と、を備える。ハウジング１０は、中空状に形成される。ハウジング１０は、人力駆動車のフレームに設けられる。
【0032】
出力軸２０は、クランク軸２ａに対して相対回転するように構成される。出力軸２０には、フロントスプロケット３が着脱可能に固定される。出力軸２０は、回転中心軸心を有する。出力軸２０の回転中心軸心は、クランク軸２ａの回転中心軸心と同軸上に配置される。出力軸２０は、中空状に形成される。出力軸２０は、クランク軸２ａの回転中心軸心に関するクランク軸２ａの径方向において、クランク軸２ａの外側に配置され、クランク軸２ａの回転中心軸心まわりにクランク軸２ａを囲んで配置される。クランク軸２ａは、出力軸２０を貫通するように配置される。
【0033】
変速機構３０は、ハウジング１０に設けられる。変速機構３０は、ハウジング１０の内部空間に配置される。変速機構３０は、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストするように構成される変速アシスト機構５０を含む。
【0034】
本実施形態では、変速機構３０は、ハウジング１０に回転可能に設けられる中継軸３２と、中継軸３２に設けられ、クランク軸２ａから人力駆動力が伝達される複数の中継軸入力回転体３３と、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作において、人力駆動力が中継軸３２に伝達されるように、複数の中継軸入力回転体３３を選択的に中継軸３２に接続する第１接続部３７と、を含む。変速機構３０は、中継軸３２に設けられる複数の中継軸出力回転体３４を、さらに含み、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作において、人力駆動力が中継軸３２から中継軸出力回転体３４に伝達されるように、複数の中継軸入力回転体３３を選択的に中継軸３２に接続する第２接続部４０と、を含む。
【0035】
図２には、変速機構３０の一例が示される。図２に示される変速機構３０は、少なくとも１つのクランク軸回転体３１、中継軸３２、少なくとも１つの中継軸入力回転体３３、少なくとも１つの中継軸出力回転体３４、少なくとも１つの出力軸回転体３５、接続部３６、および、変速アシスト機構５０を含む。
【0036】
少なくとも１つのクランク軸回転体３１は、複数のクランク軸回転体３１を含む。複数のクランク軸回転体３１は、クランク軸２ａの軸方向に並んで配置される。複数のクランク軸回転体３１は、クランク軸２ａと一体的に回転するように構成される。複数のクランク軸回転体３１は、第１クランク軸回転体３１ａから第４クランク軸回転体３１ｄを含む。複数のクランク軸回転体３１の総数は、本実施形態に限定されない。
【0037】
第１クランク軸回転体３１ａから第４クランク軸回転体３１ｄは、外歯部を含む。第１クランク軸回転体３１ａから第４クランク軸回転体３１ｄの歯数は、互いに異なる。第１クランク軸回転体３１ａから第４クランク軸回転体３１ｄは、クランク軸２ａの軸方向において、歯数が少ない回転体ほどフロントスプロケット３に近い位置に配置される。
【0038】
図２、および、図３に示される中継軸３２は、内周面３２ａ、および、外周面３２ｂを有する中空状に形成される。中継軸３２は、回転中心軸心ＣＡ３２を有する。中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２は、クランク軸２ａの回転中心軸心とは異なる。中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２は、クランク軸２ａの回転中心軸心と平行に配置される。
【0039】
図２に示される少なくとも１つの中継軸入力回転体３３は、少なくとも１つのクランク軸回転体３１と同じ数の中継軸入力回転体３３を含む。本実施形態では、少なくとも１つの中継軸入力回転体３３は、第１中継軸入力回転体３３ａから第４中継軸入力回転体３３ｄを含む。第１中継軸入力回転体３３ａから第４中継軸入力回転体３３ｄは、中継軸３２の軸方向に並んで配置される。
【0040】
第１中継軸入力回転体３３ａから第４中継軸入力回転体３３ｄは、内歯部、および、外歯部を含む。第１中継軸入力回転体３３ａから第４中継軸入力回転体３３ｄの外歯部の歯数は、互いに異なる。第１中継軸入力回転体３３ａから第４中継軸入力回転体３３ｄは、中継軸３２の軸方向において、外歯部の歯数が多い回転体ほどフロントスプロケット３に近い位置に配置される。
【0041】
第１中継軸入力回転体３３ａの外歯部は、第１クランク軸回転体３１ａの外歯部と噛み合う。第２中継軸入力回転体３３ｂの外歯部は、第２クランク軸回転体３１ｂの外歯部と噛み合う。第３中継軸入力回転体３３ｃの外歯部は、第３クランク軸回転体３１ｃの外歯部と噛み合う。第４中継軸入力回転体３３ｄの外歯部は、第４クランク軸回転体３１ｄの外歯部と噛み合う。
【0042】
少なくとも１つの中継軸出力回転体３４は、複数の中継軸出力回転体３４を含む。複数の中継軸出力回転体３４は、中継軸３２の軸方向に並んで配置される。複数の中継軸出力回転体３４は、第１中継軸出力回転体３４ａから第３中継軸出力回転体３４ｃを含む。複数の中継軸出力回転体３４の総数は、本実施形態に限定されない。
【0043】
第１中継軸出力回転体３４ａから第３中継軸出力回転体３４ｃは、内歯部、および、外歯部を含む。第１中継軸出力回転体３４ａから第３中継軸出力回転体３４ｃの外歯部の歯数は、互いに異なる。第１中継軸出力回転体３４ａから第３中継軸出力回転体３４ｃは、中継軸３２の軸方向において、外歯部の歯数が多い回転体ほどフロントスプロケット３に近い位置に配置される。
【0044】
少なくとも１つの出力軸回転体３５は、出力軸２０と一体的に回転するように構成される。少なくとも１つの出力軸回転体３５は、少なくとも１つの中継軸出力回転体３４と同じ数の出力軸回転体３５を含む。本実施形態では、少なくとも１つの出力軸回転体３５は、第１出力軸回転体３５ａから第３出力軸回転体３５ｃを含む。第１出力軸回転体３５ａから第３出力軸回転体３５ｃは、クランク軸２ａの軸方向に並んで配置される。
【0045】
第１出力軸回転体３５ａから第３出力軸回転体３５ｃは、外歯部を含む。第１出力軸回転体３５ａから第３出力軸回転体３５ｃの歯数は、互いに異なる。第１出力軸回転体３５ａから第３出力軸回転体３５ｃは、クランク軸２ａの軸方向において、歯数が少ない回転体ほどフロントスプロケット３に近い位置に配置される。
【0046】
第１出力軸回転体３５ａの外歯部は、第１中継軸出力回転体３４ａの外歯部と噛み合う。第２出力軸回転体３５ｂの外歯部は、第２中継軸出力回転体３４ｂの外歯部と噛み合う。第３出力軸回転体３５ｃの外歯部は、第３中継軸出力回転体３４ｃの外歯部と噛み合う。
【0047】
接続部３６は、第１接続部３７、および、第２接続部４０を含む。第１接続部３７は、中継軸３２と一体回転するように中継軸３２に設けられる複数の第１変速爪部材３８と、中継軸３２に設けられ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作において中継軸３２に対して相対回転することによって、複数の第１変速爪部材３８を選択的に複数の中継軸入力回転体３３に係合させる変速制御部材３９と、を含む。第２接続部４０は、中継軸３２と一体回転するように中継軸３２に設けられる複数の第２変速爪部材４１を含む。変速制御部材３９は、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作において中継軸３２に対して相対回転することによって、複数の第２変速爪部材４１を選択的に複数の中継軸出力回転体３４に係合させる。少なくとも１つの中継軸入力回転体３３の数がＮ１であり、少なくとも１つの中継軸出力回転体３４の数がＮ２の場合、変速機３０は、Ｎ１×Ｎ２の変速ステージを有する。本実施形態では、４つの中継軸入力回転体３３の１つと、３つの中継軸出力回転体３４の１つとが選択的に組み合わされることによって、変速機３０は、１２の変速ステージを有する。
【0048】
図３から図５が用いられ、複数の第１変速爪部材３８、複数の第２変速爪部材４１、および、変速制御部材３９が説明される。図４には、中継軸３２の軸方向において、中継軸３２をフロントスプロケット３から遠い側から見た場合における、中継軸３２、１つの第１変速爪部材３８、および、変速制御部材３９の断面が示される。複数の第１変速爪部材３８は、中継軸３２の外周面３２ｂに設けられる。本実施形態では、１つの中継軸入力回転体３３に対応して１つの第１変速爪部材３８が中継軸３２の外周面３２ｂに設けられる。複数の第１変速爪部材３８は、爪本体部３８ａ、先端部３８ｂ、および、延出部３８ｃを含む。
【0049】
先端部３８ｂは、爪本体部３８ａから複数の中継軸入力回転体３３の内歯部に向けて突出可能に構成される。先端部３８ｂは、付勢部材によって、複数の中継軸入力回転体３３の内歯部に向けて付勢される。付勢部材は、例えば、中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２に関する周方向において、中継軸３２の外周面３２ｂに沿って延びるＣ形状のスプリングによって形成される。付勢部材は、爪本体部３８ａの一部に接触する。図５に示されるように、延出部３８ｃは、爪本体部３８ａから、中継軸３２の軸方向に突出する。
【0050】
図３に示される複数の第２変速爪部材４１は、中継軸３２の外周面３２ｂに設けられる。本実施形態では、１つの中継軸出力回転体３４に対応して１つの第２変速爪部材４１が中継軸３２の外周面３２ｂに設けられる。複数の第２変速爪部材４１は、先端部の向きが第１変速爪部材３８と異なる点を除いて、複数の第１変速爪部材３８と同様に構成される。複数の第２変速爪部材４１の先端部は、複数の中継軸出力回転体３４の内歯部を向くように配置される。
【0051】
図３、および、図４に示される変速制御部材３９は、中継軸３２の外周面３２ｂに設けられる。変速制御部材３９は、ベース部３９ａ、複数の入力側制御アーム３９ｂ、複数の入力側凹部３９ｃ、複数の出力側制御アーム３９ｄ、および、複数の出力側凹部３９ｅを含む。ベース部３９ａは、中継軸３２の軸方向に延びるように形成される。
【0052】
複数の入力側制御アーム３９ｂは、ベース部３９ａから、中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２に関する周方向に突出する。複数の入力側制御アーム３９ｂは、中継軸３２の軸方向に間隔をあけて配置される。複数の入力側制御アーム３９ｂは、内周面を含む。複数の入力側制御アーム３９ｂは、中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２に関する径方向において、第１変速爪部材３８の延出部３８ｃの外側に配置される。１つの入力側制御アーム３９ｂは、１、または、２つの第１変速爪部材３８を制御する。
【0053】
複数の入力側凹部３９ｃは、１つの入力側制御アーム３９ｂの内周面に、少なくとも１つ形成される。複数の入力側凹部３９ｃは、内部空間を有する。図４に示されるように、１つの第１変速爪部材３８の延出部３８ｃが１つの入力側凹部３９ｃの内部空間に移動されると、１つの中継軸入力回転体３３の内歯部に１つの第１変速爪部材３８の先端部３８ｂが係合される。１つの中継軸入力回転体３３の内歯部に先端部３８ｂが係合されることによって、中継軸３２には、１つの中継軸入力回転体３３を介して人力駆動力が伝達される。第１変速爪部材３８は、中継軸入力回転体３３が第１回転方向Ｄ１に回転する場合、人力駆動力を中継軸３２に伝達し、中継軸入力回転体３３が第２回転方向Ｄ２に回転する場合、人力駆動力を中継軸３２に伝達しない。クランク軸２aが前転する場合、中継軸入力回転体３３が第１回転方向Ｄ１に回転し、クランク軸２aが後転する場合、中継軸入力回転体３３が第２回転方向Ｄ２に回転する。第１変速爪部材３８は、中継軸３２、および、中継軸入力回転体３３と共に、ワンウェイクラッチを構成する。
【0054】
複数の出力側制御アーム３９ｄは、複数の第２変速爪部材４１の延出部に対して、中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２に関する径方向の外側に配置される点を除いて、複数の入力側制御アーム３９ｂと同様に形成される。複数の出力側凹部３９ｅは、１つの出力側制御アーム３９ｄの内周面に、少なくとも１つ形成される。１つの出力側制御アーム３９ｄは、１、または、２つの第２変速爪部材４１を制御する。中継軸３２の軸方向に相互に隣接する入力側制御アーム３９ｂと出力側制御アーム３９ｄとは、一体に形成されていてもよい。
【0055】
１つの第２変速爪部材４１の延出部が１つの出力側凹部３９ｅの内部空間に移動されると、１つの中継軸出力回転体３４の内歯部に１つの第２変速爪部材４１の先端部が係合される。１つの中継軸出力回転体３４の内歯部に先端部が係合されることによって、中継軸３２から、１つの中継軸出力回転体３４に人力駆動力が伝達される。第２変速爪部材４１は、第２変速爪部材４１が第１回転方向Ｄ１に回転する場合、人力駆動力を中継軸出力回転体３４に伝達し、中継軸入力回転体３３が第２回転方向Ｄ２に回転する場合、人力駆動力を中継軸出力回転体３４に伝達しない。第２変速爪部材４１は、中継軸３２、および、中継軸出力回転体３４と共に、ワンウェイクラッチを構成する。
【0056】
変速制御部材３９、および、中継軸３２が相対回転すると、中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２に関する周方向における、複数の入力側凹部３９ｃ、および、複数の第１変速爪部材３８の延出部３８ｃの位置関係が変化する。位置関係の変化によって、人力駆動力を中継軸３２に伝達する１つの中継軸入力回転体３３が変更され、変速比率が変更される。変速制御部材３９、および、中継軸３２が相対回転すると、中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２に関する周方向における、複数の出力側凹部３９ｅ、および、複数の第２変速爪部材４１の延出部の位置関係が変化する。位置関係の変化によって、中継軸３２から人力駆動力が伝達される１つの中継軸出力回転体３４が変更され、変速比率が変更される。
【0057】
クランク軸２ａに人力駆動力が入力される状態において変速制御部材３９、および、中継軸３２が相対回転する場合、図４に示される１つの第１変速爪部材３８の先端部３８ｂ、および、１つの中継軸入力回転体３３の内歯部の間に摩擦力が生じる。摩擦力が大きくなると、１つの第１変速爪部材３８の先端部３８ｂが１つの中継軸入力回転体３３の内歯部から抜け難くなるため、変速の抵抗が増加し、変速し難い。
【0058】
変速アシスト機構５０は、クランク軸２ａに人力駆動力が入力され、かつ、変速機構３０によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方が行われる場合に、人力駆動力によって変速制御部材３９、および、中継軸３２を相対回転させることによって、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方をアシストするように構成される。本実施形態では、変速アシスト機構５０は、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作をアシストするように構成される。
【0059】
変速アシスト機構５０は、変速制御部材３９と一体的に回転するように中継軸３２に設けられる第１回転体５１と、中継軸３２、および、第１回転体５１に対して相対回転可能に中継軸３２に設けられ、人力駆動力によって、中継軸３２よりも速い回転速度において回転可能な増速回転体５２と、クランク軸２ａに人力駆動力が入力され、かつ、変速機構３０によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の一方が実行される場合に、第１回転体５１を増速回転体５２に連結させる第１連結部と、を含む。
【0060】
第１連結部は、第１回転体５１と一体回転するように第１回転体５１に設けられる少なくとも１つの第１連結爪部材５３と、中継軸３２に設けられ、第１回転体５１に対して相対回転することによって、第１連結爪部材５３が増速回転体５２に係合する第１位置、および、第１連結爪部材５３が増速回転体５２に係合しない第２位置に移動可能な第２回転体５５と、を含む。
【0061】
図２、図３、図５から図７が用いられ、第１回転体５１、増速回転体５２、および、第１連結部が説明される。図７には、中継軸３２の軸方向において、第１回転体５１、および、少なくとも１つの第１連結爪部材５３等をフロントスプロケット３から遠い側から見た場合における、少なくとも１つの第１連結爪部材５３等の断面が示される。図７には、増速回転体５２に係合する少なくとも１つの第１連結爪部材５３が想像線によって示される。図７には、増速回転体５２に係合しない少なくとも１つの第１連結爪部材５３が実線によって示される。
【0062】
図３に示されるように、第１回転体５１は、円環状に形成される。第１回転体５１は、中継軸３２の外周面３２ｂに、中継軸３２に対して相対回転可能に設けられる。第１回転体５１は、中継軸３２の軸方向において、複数の入力側制御アーム３９ｂよりもフロントスプロケット３に対して遠い側に配置される。図７に示されるように、第１回転体５１は、第１本体部５１ａ、および、接触部５１ｂを含む。
【0063】
第１本体部５１ａには、変速制御部材３９のベース部３９ａが固定される。接触部５１ｂは、第１本体部５１ａから第１回転体５１の軸方向に延出する。接触部５１ｂは、中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２に関する径方向において、第１本体部５１ａの内側端部に形成される。接触部５１ｂは、中継軸３２の軸方向において、第１本体部５１ａを挟んで、複数の入力側制御アーム３９ｂの反対側に配置される。
【0064】
図２、および、図５に示される増速回転体５２は、内歯部、および、外歯部を含む。増速回転体５２の外歯部は、クランク軸２ａに固定されるクランク軸増速回転体５２ａの外歯部と噛み合う。クランク軸増速回転体５２ａの歯数は、複数のクランク軸回転体３１のうちのいずれのクランク軸回転体３１の歯数よりも多い。増速回転体５２の外歯部の歯数は、複数の中継軸入力回転体３３のうちのいずれの中継軸入力回転体３３の外歯部の歯数よりも少ない。クランク軸増速回転体５２ａは、クランク軸２ａにワンウェイクラッチを介して連結されてもよい。クランク軸増速回転体５２ａがワンウェイクラッチを介して、クランク軸２ａに連結される場合、ワンウェイクラッチは、クランク軸２ａが前転する場合にクランク軸２ａからクランク軸増速回転体５２ａに人力駆動力を伝達し、クランク軸２ａが後転する場合にクランク軸２ａとクランク軸増速回転体５２ａとの相対回転を許容するように構成される。
【0065】
本実施形態では、第１連結部は、少なくとも１つの第１連結爪部材５３、少なくとも１つの第１爪側付勢部材５４、第２回転体５５、および、第１本体側付勢部材５６を含む。図３、および、図７に示されるように、少なくとも１つの第１連結爪部材５３は、複数の第１連結爪部材５３を含む。
【0066】
複数の第１連結爪部材５３は、２つの第１連結爪部材５３を含む。第１連結爪部材５３の総数は、本実施形態に限定されない。複数の第１連結爪部材５３は、基部５３ａ、および、先端部５３ｂを含む。基部５３ａは、第１回転体５１の第１本体部５１ａに、第１回転体５１に対して相対回転可能に支持される。基部５３ａは、中継軸３２の軸方向に延びるピン部材５３ｃが貫通する貫通孔を有し、ピン部材５３ｃに揺動可能に支持される。ピン部材５３ｃは、円柱形状を有する。ピン部材５３ｃの第１本体部５１ａ側の端部は、第１本体部５１ａに固定される。基部５３ａと、ピン部材５３ｃとは、一体形成されてもよい。基部５３ａと、ピン部材５３ｃとが、一体形成される場合、第１本体部５１ａはピン部材５３ｃが貫通する貫通孔を有し、第１本体部５１ａがピン部材５３ｃを揺動可能に支持する。先端部５３ｂは、基部５３ａから増速回転体５２の内歯部に向けて突出可能に構成される。
【0067】
図７に示されるように、少なくとも１つの第１爪側付勢部材５４は、少なくとも１つの第１連結爪部材５３と同じ数の第１爪側付勢部材５４を含む。本実施形態では、少なくとも１つの第１爪側付勢部材５４は、２つの第１爪側付勢部材５４を含む。複数の第１爪側付勢部材５４は、対応する第１連結爪部材５３の先端部５３ｂを、増速回転体５２の内歯部に向けて付勢するように構成される。少なくとも１つの第１爪側付勢部材５４は、例えば、圧縮ねじりばねによって形成される。
【0068】
図５から図７に示される第２回転体５５は、円環状に形成される。第２回転体５５は、中継軸３２の外周面３２ｂに、中継軸３２に対して相対回転可能に設けられる。第２回転体５５、および、第１回転体５１は、中継軸３２の軸方向に並んで配置される。第２回転体５５は、中継軸３２の軸方向において、第１回転体５１よりもフロントスプロケット３に対して遠い側に配置される。第２回転体５５は、第２本体部５５ａ、第１接触部５５ｂ、少なくとも１つの第１爪制御部５５ｃ、および、第２接触部５５ｄを含む。
【0069】
第１接触部５５ｂは、第２本体部５５ａから第１回転体５１に向けて延出する。図７に示されるように、第１接触部５５ｂは、中継軸３２の軸方向から第２回転体５５を見た場合に、中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２に関する周方向に沿う円弧状に形成される。第１接触部５５ｂは、中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２に関する径方向において、第２本体部５５ａの内側端部に形成される。第１接触部５５ｂの第１回転方向Ｄ１における上流側端部は、第２回転体５５の第２回転方向Ｄ２の回転に応じて、第１回転体５１の接触部５１ｂと接触するように構成される。
【0070】
図６、および、図７に示される少なくとも１つの第１爪制御部５５ｃは、少なくとも１つの第１連結爪部材５３と同じ数の第１爪制御部５５ｃを含む。本実施形態では、少なくとも１つの第１爪制御部５５ｃは、２つの第１爪制御部５５ｃを含む。複数の第１爪制御部５５ｃは、対応する第１連結爪部材５３の第１回転体５１に対する回転を制御するように構成される。複数の第１爪制御部５５ｃは、第２回転体５５の第２本体部５５ａの外周面から、第１回転体５１に向けて延出する。複数の第１爪制御部５５ｃの第１回転方向Ｄ１における上流側端部は、第１連結爪部材５３と接触するように構成される。
【0071】
図６に示される第２接触部５５ｄは、中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２に関する径方向において、第２本体部５５ａの内側端部に形成される。第２接触部５５ｄは、中継軸３２の軸方向において、第２本体部５５ａから、第１回転体５１に対して離間する方向に延出する。第２接触部５５ｄは、中継軸３２の軸方向において、第２本体部５５ａを挟んで、第１接触部５５ｂの反対側に形成される。
【0072】
図７に示される第１本体側付勢部材５６は、第２回転体５５を、第１回転体５１に対して第１回転方向Ｄ１の上流側に向けて付勢するように構成される。第１本体側付勢部材５６は、第１回転体５１の第１本体部５１ａ、および、第２回転体５５の第２本体部５５ａに取り付けられる。
【0073】
第２回転体５５が第１本体側付勢部材５６の付勢力に抗して、第１回転体５１に対して第１回転方向Ｄ１に相対回転すると、複数の第１爪制御部５５ｃは、複数の第１連結爪部材５３から離れるように移動される。複数の第１爪制御部５５ｃの移動に伴って、複数の第１連結爪部材５３は、第１回転体５１に対して相対回転される。
【0074】
複数の第１連結爪部材５３の第１回転体５１に対する相対回転によって、複数の第１連結爪部材５３の先端部５３ｂは、増速回転体５２の内歯部に向けて移動され、増速回転体５２の内歯部に係合される。第２回転体５５は、第１回転体５１に対して第１回転方向Ｄ１に相対回転することによって、第２位置から第１位置に移動できる。
【0075】
第１位置において、第２回転体５５が第１回転体５１に対して第２回転方向Ｄ２に相対回転すると、複数の第１連結爪部材５３が複数の第１爪制御部５５ｃに押圧されて第１回転体５１に対して相対回転され、複数の第１連結爪部材５３の先端部５３ｂは、増速回転体５２の内歯部から離間される。先端部５３ｂが増速回転体５２の内歯部から離間されることによって、複数の第１連結爪部材５３は、増速回転体５２との係合が解除される。第２回転体５５は、第１回転体５１に対して第２回転方向Ｄ２に相対回転することによって、第１位置から第２位置に移動できる。
【0076】
本実施形態では、変速アシスト機構５０は、ハウジング１０に固定される固定部材５７と、クランク軸２ａに人力駆動力が入力され、かつ、変速機構３０によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方が行われる場合に、第１回転体５１を固定部材５７に連結する第２連結部と、をさらに含む。図２、および、図５に示される固定部材５７は、内歯部を含む。
【0077】
図３、図５、図８、および、図９が用いられ、第２連結部の構成が説明される。図９には、中継軸３２の軸方向において、第２回転体５５、および、少なくとも１つの第２連結爪部材５８等をフロントスプロケット３から遠い側から見た場合における、少なくとも１つの第２連結爪部材５８等の断面が示される。図９には、固定部材５７に係合する少なくとも１つの第２連結爪部材５８が想像線によって示される。図９には、固定部材５７に係合しない少なくとも１つの第２連結爪部材５８が実線によって示される。
【0078】
第２連結部は、第２回転体５５と一体回転するように第２回転体５５に設けられる第２連結爪部材５８と、第２回転体５５に対して相対回転可能に中継軸３２に設けられ、第２回転体５５に対して相対回転することによって、第２連結爪部材５８が固定部材５７に係合する第３位置、および、第２連結爪部材５８が固定部材５７に係合しない第４位置に移動可能な第３回転体６０と、を含む。
【0079】
本実施形態では、第２連結部は、少なくとも１つの第２連結爪部材５８、少なくとも１つの第２爪側付勢部材５９、第３回転体６０、および、第２本体側付勢部材６１を含む。図３、および、図９に示されるように、少なくとも１つの第２連結爪部材５８は、複数の第２連結爪部材５８を含む。
【0080】
複数の第２連結爪部材５８は、２つの第２連結爪部材５８を含む。第２連結爪部材５８の総数は、本実施形態に限定されない。複数の第２連結爪部材５８は、第２回転体５５の第２本体部５５ａに設けられる点、および、先端部５８ｂの向きが第１連結爪部材５３と異なる点を除いて、複数の第１連結爪部材５３と同様に構成される。複数の第２連結爪部材５８の先端部５８ｂは、固定部材５７の内歯部を向くように配置される。
【0081】
図９に示されるように、少なくとも１つの第２爪側付勢部材５９は、少なくとも１つの第２連結爪部材５８と同じ数の第２爪側付勢部材５９を含む。本実施形態では、少なくとも１つの第２爪側付勢部材５９は、２つの第２爪側付勢部材５９を含む。複数の第２爪側付勢部材５９は、対応する第２連結爪部材５８の先端部５８ｂを、固定部材５７の内歯部に向けて付勢するように構成される。少なくとも１つの第２爪側付勢部材５９は、例えば、圧縮ねじりばねによって形成される。
【0082】
図５、図８、および、図９に示される第３回転体６０は、円環状に形成される。第３回転体６０は、中継軸３２の外周面３２ｂに、中継軸３２に対して相対回転可能に設けられる。第３回転体６０、および、第２回転体５５は、中継軸３２の軸方向に並んで配置される。第３回転体６０は、中継軸３２の軸方向において、第２回転体５５よりもフロントスプロケット３に対して遠い側に配置される。第３回転体６０は、第３本体部６０ａ、接触部６０ｂ、少なくとも１つの第２爪制御部６０ｃ、および、取付部６０ｄを含む。
【0083】
接触部６０ｂは、第３本体部６０ａから第２回転体５５に向けて延出する。図９に示されるように、接触部６０ｂは、中継軸３２の軸方向から第３回転体６０を見た場合に、中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２に関する周方向に沿う円弧状に形成される。接触部６０ｂは、中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２に関する径方向において、第３本体部６０ａの内側端部に形成される。接触部６０ｂの第１回転方向Ｄ１における下流側端部は、第３回転体６０の第１回転方向Ｄ１の回転に応じて、第２回転体５５の第２接触部５５ｄと接触するように構成される。
【0084】
図８、および、図９に示される少なくとも１つの第２爪制御部６０ｃは、少なくとも１つの第２連結爪部材５８と同じ数の第２爪制御部６０ｃを含む。本実施形態では、少なくとも１つの第２爪制御部６０ｃは、２つの第２爪制御部６０ｃを含む。複数の第２爪制御部６０ｃは、対応する第２連結爪部材５８の第２回転体５５に対する回転を制御するように構成される。複数の第２爪制御部６０ｃは、第３回転体６０の第３本体部６０ａの外周面から、第２回転体５５に向けて延出する。複数の第２爪制御部６０ｃの第１回転方向Ｄ１における下流側端部は、第２連結爪部材５８と接触するように構成される。
【0085】
図８に示される取付部６０ｄは、円筒状に形成される。取付部６０ｄは、中継軸３２の回転中心軸心ＣＡ３２に関する径方向において、第３本体部６０ａの内側端部に形成される。取付部６０ｄは、中継軸３２の軸方向において、第３本体部６０ａから、第２回転体５５に対して離間する方向に延出する。取付部６０ｄは、中継軸３２の軸方向において、第３本体部６０ａを挟んで接触部６０ｂの反対側に形成される。
【0086】
図９に示される第２本体側付勢部材６１は、第３回転体６０を、第２回転体５５に対して第１回転方向Ｄ１の下流側に向けて付勢するように構成される。第２本体側付勢部材６１は、第２回転体５５の第２本体部５５ａ、および、第３回転体６０の第３本体部６０ａに取り付けられる。
【0087】
第３回転体６０が第２本体側付勢部材６１の付勢力に抗して、第２回転体５５に対して第２回転方向Ｄ２に相対回転すると、複数の第２連結爪部材５８の先端部５８ｂが固定部材５７の内歯部に係合する第３位置に移動される。第３回転体６０は、第３位置において、第２回転体５５に対して第１回転方向Ｄ１に相対回転することによって、複数の第２連結爪部材５８の先端部５８ｂが固定部材５７の内歯部に係合しない第４位置に移動される。
【0088】
本実施形態では、ドライブユニット６は、第２回転体５５を第１回転体５１に対して相対回転させ、第３回転体６０を第２回転体５５に対して相対回転させるように構成される変速制御部７０をさらに含む。変速制御部７０は、中継軸３２に設けられる遊星歯車機構７１を含む。
【0089】
図２、図３、および、図５に示される遊星歯車機構７１は、第３回転体６０にトルクを伝達するように構成される。遊星歯車機構７１は、第１太陽ギア７２、少なくとも１つの第１遊星ギア７３、第１リングギア７４、第２太陽ギア７５、少なくとも１つの第２遊星ギア７６、第２リングギア７７、および、キャリア７８を含む。第１太陽ギア７２の歯数は、第２遊星ギア７６の歯数と等しい。各第１遊星ギア７３の歯数は、第２遊星ギア７６の歯数と等しい。第１リングギア７４の歯数は、第２リングギア７７の歯数と等しい。
【0090】
第１太陽ギア７２は、中継軸３２と一体回転するように、中継軸３２の外周面３２ｂに設けられる。少なくとも１つの第１遊星ギア７３は、第１太陽ギア７２と噛み合う。第１リングギア７４は、少なくとも１つの第１遊星ギア７３と噛み合う。第１リングギア７４には、変速操作装置の操作に応じてトルクが伝達される。第１リングギア７４の外周面には、変速操作装置に接続されるボーデンケーブルが接続され、ボーデンケーブルの移動に応じて第１リングギア７４が回転する。
【0091】
第２太陽ギア７５は、第３回転体６０と一体回転するように、第３回転体６０の取付部６０ｄに設けられる。少なくとも１つの第２遊星ギア７６は、第２太陽ギア７５と噛み合う。第２リングギア７７は、少なくとも１つの第２遊星ギア７６と噛み合う。第２リングギア７７は、ハウジング１０に固定される。キャリア７８は、少なくとも１つの第１遊星ギア７３、および、少なくとも１つの第２遊星ギア７６を回転可能に支持する。
【0092】
図２に示されるように、ドライブユニット６は、人力駆動車に推進力を付与するための人力アシスト機構８０をさらに含む。人力アシスト機構８０は、モータ８１を含む。モータ８１は、ハウジング１０に設けられる。モータ８１は、ハウジング１０の内部空間に配置される。モータ８１は、モータ８１の回転軸に固定される第１連結ギア８１ａ、および、第１連結ギア８１ａと噛み合う第２連結ギア８１ｂを含む。第２連結ギア８１ｂは、第１中継軸出力回転体３４ａと噛み合う。
【0093】
モータ８１は、クランク軸２ａと出力軸２０との間における人力駆動力の伝達経路に設けられればよい。モータ８１が第２連結ギア８１ｂを含む場合、第２連結ギア８１ｂは、第１中継軸出力回転体３４ａとは異なるギアと噛み合ってよい。第２連結ギア８１ｂは、例えば、複数の出力軸回転体３５の１つと噛み合ってよい。第２連結ギア８１ｂは、中継軸３２に固定されてよい。
【0094】
図７、図９から図１１が用いられ、人力駆動力、および、モータ８１の駆動力をフロントスプロケット３に伝達する動力の伝達経路が説明される。図１０に示されるように、ライダーがペダル２ｃを踏み込んでクランク軸２ａが回転されると、クランク軸２ａから複数のクランク軸回転体３１に人力駆動力が伝達される。人力駆動力は、第１変速爪部材３８と係合される１つの中継軸入力回転体３３を介して、中継軸３２に伝達される。
【0095】
中継軸３２は、人力駆動力が伝達されることによって、第１回転方向Ｄ１に回転する。人力駆動力は、中継軸３２を介して、第２変速爪部材４１と係合される１つの中継軸出力回転体３４、および、変速制御部７０に伝達される。１つの中継軸出力回転体３４に伝達される人力駆動力は、１つの中継軸出力回転体３４と噛み合う１つの出力軸回転体３５、および、出力軸２０を介して、フロントスプロケット３に伝達される。
【0096】
図１１に示されるように、変速制御部７０に伝達される人力駆動力は、第１太陽ギア７２等を介して、第３回転体６０に伝達される。第３回転体６０は、人力駆動力が伝達されることによって、中継軸３２と一体回転する。
【0097】
図９に示されるように、第３回転体６０の第２爪制御部６０ｃが第１回転方向Ｄ１の上流側において、第２連結爪部材５８に接触されるため、第２回転体５５は、第２爪制御部６０ｃによって第１回転方向Ｄ１に押圧され、第３回転体６０と一体回転する。第１回転体５１は、図７に示される第１本体側付勢部材５６によって第２回転体５５と連結されるため、第２回転体５５と一体回転する。変速制御部材３９は、第１回転体５１に固定されるため、第１回転体５１と一体回転する。
【0098】
図１０に示されるように、モータ８１の駆動力は、第１連結ギア８１ａ、および、第２連結ギア８１ｂを介して、第１中継軸出力回転体３４ａに伝達される。モータ８１の駆動力は、第１中継軸出力回転体３４ａ、第１出力軸回転体３５ａ、および、出力軸２０を介して、フロントスプロケット３に伝達される。
【0099】
図５、図７、および、図９が用いられ、クランク軸２ａに人力駆動力が入力されない場合における、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作が説明される。ドライブユニット６は、変速操作装置の操作に応じて、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作を実行する。
【0100】
図５に示される変速制御部７０の第１リングギア７４には、変速操作装置の操作に応じて、第１回転方向Ｄ１のトルク、および、第２回転方向Ｄ２のトルクの一方が伝達される。第１リングギア７４に伝達されるトルクは、第１遊星ギア７３等を介して第３回転体６０に伝達される。第３回転体６０は、トルクが伝達されることによって、第１回転方向Ｄ１、および、第２回転方向Ｄ２の１方向に回転する。
【0101】
第３回転体６０が第１回転方向Ｄ１に回転する場合、第２回転体５５、および、第１回転体５１は、第３回転体６０と一体回転する。第３回転体６０が第２回転方向Ｄ２に回転する場合、第２回転体５５は、図９に示される第２本体側付勢部材６１によって第３回転体６０と連結されるため、第３回転体６０と一体的に回転する。図７に示されるように、第２回転体５５の第１接触部５５ｂが第１回転方向Ｄ１の上流側において、第１回転体５１の接触部５１ｂに接触されるため、第１回転体５１は、第１接触部５５ｂによって第２回転方向Ｄ２に押圧され、第２回転体５５と一体回転する。
【0102】
第１回転体５１の回転によって、変速制御部材３９は、中継軸３２に対して相対回転する。変速制御部材３９が中継軸３２に対して相対回転することによって、変速比率が変更される。
【0103】
図９、図１２から図１８が用いられ、クランク軸２ａに人力駆動力が入力される場合における、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作が説明される。本実施形態では、クランク軸２ａに人力駆動力が入力され、かつ、変速機構３０によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の一方が行われる場合に、第２回転体５５が第２位置から第１位置に移動されることによって、第１連結爪部材５３を介して第１回転体５１が増速回転体５２に連結される。図９、図１２から図１５が用いられ、第１回転体５１が増速回転体５２に連結される場合の動作が説明される。
【0104】
図１２に示されるように、クランク軸２ａに人力駆動力が入力されると、中継軸３２は、第１回転方向Ｄ１に回転する。シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の一方が実行される場合、第１リングギア７４に第１回転方向Ｄ１のトルクが伝達され、第３回転体６０は、中継軸３２に対して第１回転方向Ｄ１に相対回転する。
【0105】
図９に示されるように、第３回転体６０の複数の第２爪制御部６０ｃが第１回転方向Ｄ１の上流側において複数の第２連結爪部材５８と接触されるため、第２回転体５５は、第３回転体６０と一体回転する。
【0106】
図１３に示されるように、第１回転体５１、および、複数の第１連結爪部材５３は、第１回転方向Ｄ１の上流側において第２回転体５５と接触されない。クランク軸２ａに人力駆動力が入力されると変速の抵抗が増加するため、第２回転体５５は、第１本体側付勢部材５６の付勢力に抗して、第１回転体５１に対して第１回転方向Ｄ１に相対回転する。
【0107】
第２回転体５５が第１回転体５１に対して第１回転方向Ｄ１に相対回転することによって、複数の第１連結爪部材５３の先端部５３ｂは、増速回転体５２の内歯部と係合する。図１４に示されるように、増速回転体５２には、クランク軸増速回転体５２ａを介して人力駆動力が伝達される。人力駆動力は、増速回転体５２、および、複数の第１連結爪部材５３を介して、第１回転体５１に伝達される。
【0108】
第１回転体５１、および、変速制御部材３９は、人力駆動力が伝達されることによって、クランク軸２ａに人力駆動力が入力されて変速の抵抗が増加する場合に、中継軸３２、第２回転体５５、および、第３回転体６０よりも速い回転速度において回転する。第１回転体５１、および、変速制御部材３９は、中継軸３２、および、第２回転体５５等に対して第１回転方向Ｄ１に相対回転する。変速制御部材３９の中継軸３２等に対する相対回転によって、人力駆動力を利用してシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の一方がアシストされるため、ペダリング時に変速し易い。
【0109】
図１５に示されるように、第１回転体５１が第２回転体５５に対して相対回転すると、第１爪制御部５５ｃによって、複数の第１連結爪部材５３の先端部５３ｂが増速回転体５２の内歯部から離間され、複数の第１連結爪部材５３、および、増速回転体５２の係合が解除される。複数の第１連結爪部材５３、および、増速回転体５２の係合が解除されることによって、第１回転体５１、第２回転体５５、第３回転体６０、変速制御部材３９、および、中継軸３２は、人力駆動力によって、第１回転方向Ｄ１に一体回転する。
【0110】
本実施形態では、クランク軸２ａに人力駆動力が入力され、かつ、変速機構３０によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方が行われる場合に、第３回転体６０が第４位置から第３位置に移動されることによって、第２回転体５５を介して第１回転体５１を固定部材５７に連結する。図７、および、図１６から図１８が用いられ、第１回転体５１が固定部材５７に連結される場合の動作が説明される。
【0111】
図１６に示されるように、クランク軸２ａに人力駆動力が入力されると、中継軸３２は、第１回転方向Ｄ１に回転する。シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方が実行される場合、第１リングギア７４に第２回転方向Ｄ２のトルクが伝達され、第３回転体６０は、中継軸３２に対して第２回転方向Ｄ２に相対回転する。
【0112】
図１７に示されるように、第３回転体６０は、第２回転方向Ｄ２の下流側において第２回転体５５、および、第２連結爪部材５８と接触されない。クランク軸２ａに人力駆動力が入力されると、変速の抵抗が増加するため、第３回転体６０は、第２本体側付勢部材６１の付勢力に抗して、第２回転体５５、および、第２連結爪部材５８に対して第２回転方向Ｄ２に相対回転する。
【0113】
第３回転体６０が第２回転体５５に対して第２回転方向Ｄ２に相対回転することによって、複数の第２連結爪部材５８の先端部５８ｂは、固定部材５７の内歯部と係合する。複数の第２連結爪部材５８の先端部５８ｂが固定部材５７の内歯部と係合すると、固定部材５７によって、第２回転体５５の第１回転方向Ｄ１に沿う回転が規制される。
【0114】
図７に示されるように、第２回転体５５が第１回転方向Ｄ１の上流側において第１回転体５１と接触されるため、第２回転体５５の第１回転方向Ｄ１に沿う回転が規制されると、第１回転体５１、および、変速制御部材３９の第１回転方向Ｄ１に沿う回転が規制される。
【0115】
図１８に示されるように、第１回転体５１、および、変速制御部材３９の第１回転方向Ｄ１に沿う回転が規制される状態において、中継軸３２には、人力駆動力が伝達される。中継軸３２は、人力駆動力が伝達されることによって、クランク軸２ａに人力駆動力が入力されて変速の抵抗が増加する場合に、第１回転体５１、および、変速制御部材３９に対して第１回転方向Ｄ１に相対回転する。中継軸３２の変速制御部材３９に対する相対回転によって、人力駆動力を利用してシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方がアシストされるため、ペダリング時に変速し易い。
【0116】
図１７に示される第３回転体６０は、中継軸３２が第１回転体５１等に対して第１回転方向Ｄ１に相対回転する際に、中継軸３２からのトルクによって、第１回転方向Ｄ１に回転する。第３回転体６０は、第１回転体５１、および、第２回転体５５に対して第１回転方向Ｄ１に相対回転する。
【0117】
第３回転体６０が第２回転体５５等に対して相対回転すると、複数の第２連結爪部材５８の先端部５８ｂが固定部材５７の内歯部から離間され、複数の第２連結爪部材５８、および、固定部材５７の係合が解除される。複数の第２連結爪部材５８、および、固定部材５７の係合が解除されることによって、第１回転体５１、第２回転体５５、第３回転体６０、変速制御部材３９、および、中継軸３２は、人力駆動力によって、第１回転方向Ｄ１に一体回転する。
【0118】
ドライブユニット６の構成は、本実施形態に限定されない。例えば、図１９に示される変速機のように、ハウジング１０には、人力アシスト機構８０が設けられなくてよい。変速アシスト機構５０は、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の少なくとも一方をアシストすればよい。図２０、および、図２１が用いられ、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作のいずれかをアシストする、変速アシスト機構５０の第１変形例、および、第２変形例が説明される。
【0119】
図２０に示されるように、第１変形例の変速アシスト機構５０において、遊星歯車機構７１の第２太陽ギア７５は、第２回転体５５に設けられる。クランク軸２ａに人力駆動力が入力され、かつ、変速機構３０によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の一方が行われる場合、遊星歯車機構７１を介して、第２回転体５５に第１回転方向Ｄ１のトルクが伝達される。第２回転体５５にトルクが伝達されることによって、第１回転体５１が増速回転体５２に連結され、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の一方がアシストされる。
【0120】
図２１に示されるように、第２変形例の変速アシスト機構５０は、第２回転体５５に変速制御部材３９が固定される。クランク軸２ａに人力駆動力が入力され、かつ、変速機構３０によってシフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方が行われる場合、遊星歯車機構７１を介して、第３回転体６０に第２回転方向Ｄ２のトルクが伝達される。第３回転体６０にトルクが伝達されることによって、第２回転体５５が固定部材５７に連結され、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方がアシストされる。
【0121】
（第２実施形態）
第２実施形態のドライブユニット６が説明される。第２実施形態のドライブユニット６の説明には、図２２から図２６が用いられる。第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号が付され、重複する説明が省略される。
第２実施形態のドライブユニット６が説明される。第２実施形態のドライブユニット６の説明には、図２２から図２６が用いられる。第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号が付され、重複する説明が省略される。
【0122】
第２実施形態のドライブユニット６は、人力駆動車用の変速機であって、人力駆動車に人力駆動力が入力されることによって回転可能な回転部材を含み、変速比率を変更するように構成される変速機構３０と、回転部材と一体回転するように回転部材に設けられ、変速機構３０を駆動するように構成される電動アクチュエータ９１と、を備える。本実施形態では、回転部材は、中継軸３２を含む。
【0123】
変速機構３０は、シフトアップのためのシフトアップ動作、および、シフトダウンのためのシフトダウン動作の少なくとも一方を、人力駆動力を利用してアシストするように構成される変速アシスト機構５０を含む。変速アシスト機構５０は、変速制御部７０によって動作される。変速制御部７０は、中継軸３２に設けられる電動アクチュエータ９１を含む。電動アクチュエータ９１は、変速アシスト機構５０を駆動するように構成される。
【0124】
図２２が用いられ、本実施形態の変速制御部７０が説明される。図２２に示される変速制御部７０は、駆動部９０を含む。駆動部９０は、電動アクチュエータ９１、減速機９２、電源９３、受電装置９４、および、受電コイル９５を含む。減速機９２は、省略されてもよい。
【0125】
電動アクチュエータ９１は、中継軸３２の外周面３２ｂに設けられる。電動アクチュエータ９１は、例えば、電気モータを含む。電動アクチュエータ９１は、変速操作装置と無線通信するように構成される。電動アクチュエータ９１には、変速操作装置の操作に応じて、変速操作装置から信号が入力される。電動アクチュエータ９１の駆動力は、減速機９２を介して第３回転体６０に伝達される。電動アクチュエータ９１が電気モータを含む場合、例えば、電気モータの回転軸は、中継軸３２の回転軸に平行に配置される。
【0126】
電源９３は、電動アクチュエータ９１に電力を供給するように構成される。電源９３は、例えば、充電池を含む。受電装置９４は、無線によって、電源９３の充電池を充電するように構成される。本実施形態では、受電装置９４は、電磁誘導によって送電コイル９６から受電コイル９５に送信される電力を、電源９３の充電池に充電するように構成される。電動アクチュエータ９１、減速機９２、電源９３、受電装置９４、および、受電コイル９５は、中継軸３２と一体回転するように構成される。減速機９２は、例えば、中継軸３２の回転軸に平行な回転軸を有する複数の歯車９２ａを含む。図２２には、複数の歯車９２ａが想像線によって示される。複数の歯車９２ａのうち、１つの歯車９２ａは、電気モータの回転軸に設けられる歯車９１ａと噛み合う。複数の歯車９２ａのうち、電気モータの歯車９１ａと噛み合う歯車９２ａとは異なる１つの歯車９２ａは、第３回転体６０に形成される外歯部と噛み合う。
【0127】
電動アクチュエータ９１は、変速操作装置からの信号に応じて動作する。例えば、クランク軸２ａに人力駆動力が入力されない場合に電動アクチュエータ９１から第３回転体６０に動力が伝達されると、第１回転体５１、第２回転体５５、第３回転体６０、および、変速制御部材３９は、中継軸３２に対して相対回転する。変速制御部材３９等の中継軸３２に対する相対回転によって、変速比率が変更される。
【0128】
例えば、クランク軸２ａに人力駆動力が入力される場合において、電動アクチュエータ９１から第３回転体６０に動力が伝達されて第２回転体５５が第１回転体５１に対して相対回転する場合、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の一方がアシストされる。クランク軸２ａに人力駆動力が入力される場合において、電動アクチュエータ９１から第３回転体６０に動力が伝達されて第３回転体６０が第２回転体５５に対して相対回転する場合、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作の他方がアシストされる。
【0129】
本実施形態では、駆動部９０が中継軸３２と一体回転することによって、第１変速爪部材３８、および、第２変速爪部材４１が中継軸３２とともに回転していても、駆動部９０によって第１変速爪部材３８、および、第２変速爪部材４１を制御できる。無線によって電源９３の充電池が充電され、かつ、無線によって変速操作装置から電動アクチュエータ９１に信号が入力されるため、駆動部９０の配置の自由度を向上できる。配置の自由度を向上できることによって、駆動部９０の組み立て作業を容易に行える。無線によって電源９３の充電池が充電され、かつ、無線によって変速操作装置から電動アクチュエータ９１に信号が入力されることによって、ボーデンケーブルを省略できる。
【0130】
電動アクチュエータ９１は、ドライブユニット６の回転する部材に設けられるのであれば、どのように配置されてもよい。図２３から図２５が用いられ、電動アクチュエータ９１の配置に関する変形例が説明される。図２３、および、図２４においては、減速機９２の複数のギア９２ａの記載が省略される。図２３には、第１変形例の駆動部９０が示される。第１変形例において、中継軸３２は、内周面３２ａ、外周面３２ｂ、貫通孔３２ｃ、フロントスプロケット側軸方向端３２ｄ、アシスト機構側軸方向端３２ｅ、および、内部空間３２ｆを含む。
【0131】
貫通孔３２ｃは、中継軸３２の内周面３２ａから外周面３２ｂに達するように形成される。フロントスプロケット側軸方向端３２ｄは、中継軸３２のうち、中継軸３２の軸方向においてフロントスプロケット３に近い側の端部に形成される。アシスト機構側軸方向端３２ｅは、中継軸３２のうち、中継軸３２の軸方向においてフロントスプロケット側軸方向端３２ｄとは反対側の端部に形成される。内部空間３２ｆは、中継軸３２の内周面３２ａによって定義される。
【0132】
電動アクチュエータ９１、減速機９２、電源９３、受電装置９４、および、受電コイル９５は、中継軸３２の内部空間３２ｆに配置される。電動アクチュエータ９１、減速機９２、電源９３、受電装置９４、および、受電コイル９５は、中継軸３２と一体回転するように構成される。減速機９２は、中継軸３２の貫通孔３２ｃを介して、第３回転体６０に電動アクチュエータ９１の動力を伝達するように構成される。受電コイル９５は、中継軸３２の軸方向において、電動アクチュエータ９１、減速機９２、電源９３、および、受電装置９４よりもアシスト機構側軸方向端３２ｅに近い側に配置される。
【0133】
第１変形例の駆動部９０は、中継軸３２の内部空間３２ｆにおいて、中継軸３２と一体回転するため、中継軸３２の外部に設けられる部材と干渉し難い。駆動部９０が中継軸３２の外部に設けられる部材と干渉し難いため、駆動部９０とは異なる部材の配置の自由度を向上できる。
【0134】
図２４には、第２変形例の駆動部９０が示される。第２変形例において、電動アクチュエータ９１、減速機９２、電源９３、受電装置９４、および、受電コイル９５は、第３回転体６０と一体回転するように、第３回転体６０の外周面に設けられる。電動アクチュエータ９１の駆動力は、減速機９２を介して中継軸３２に伝達される。
【0135】
図２５には、第３変形例の駆動部９０が示される。第３変形例において、電動アクチュエータ９１、および、減速機９２は、中継軸３２の外周面３２ｂに設けられる。電源９３、受電装置９４、および、受電コイル９５は、中継軸３２の内部空間３２ｆに配置される。電動アクチュエータ９１、減速機９２、電源９３、受電装置９４、および、受電コイル９５は、中継軸３２と一体回転するように構成される。
【0136】
電動アクチュエータ９１を備えるドライブユニット６の構成は、本実施形態に限定されない。例えば、ドライブユニット６は、変速アシスト機構５０を備えなくてよい。図２６には、変速アシスト機構５０を備えないドライブユニット６の一例が示される。
【0137】
図２６に示されるように、電動アクチュエータ９１は、中継軸３２の外周面３２ｂに設けられる。電動アクチュエータ９１の駆動力は、減速機９２を介して第１回転体５１に伝達される。電動アクチュエータ９１、減速機９２、電源９３、受電装置９４、および、受電コイル９５は、中継軸３２と一体回転するように構成される。電動アクチュエータ９１、減速機９２、電源９３、受電装置９４、および、受電コイル９５の少なくとも１つは、中継軸３２の内部空間３２ｆに配置されてよい。
【0138】
（変形例）
各実施形態に関する説明は、本発明が取り得る形態の例示であり、本発明を制限することを意図していない。本発明は、例えば以下に示す各実施形態の変形例、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された形態を取り得る。
各実施形態に関する説明は、本発明が取り得る形態の例示であり、本発明を制限することを意図していない。本発明は、例えば以下に示す各実施形態の変形例、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された形態を取り得る。
【0139】
例えば、各実施形態におけるドライブユニット６の構成は一例であり、ドライブユニット６は、各実施形態において示されない各種装置を含んでいてもよく、各実施形態において示す各種装置のうち一部を含まない構成としてもよい。例えば、第２実施形態において、電源９３は、充電池にかえて、充電できない電池、および、発電機の少なくとも一方を含んでよい。例えば、変速機構３０は、遊星歯車機構によって、変速比率を変更するように構成されてよい。
【0140】
各実施形態において例示される構成は、相互に矛盾しない範囲において互いに組み合わせられてもよい。例えば、第２実施形態の電動アクチュエータ９１が、第１実施形態の図２０、および、図２１に示される、シフトアップ動作、および、シフトダウン動作のいずれかをアシストする変速アシスト機構５０を駆動するように構成されてもよい。電動アクチュエータ９１は、例えば、図２０に示される変速アシスト機構５０を駆動する場合、第２回転体５５、および、中継軸３２の一方に駆動力を伝達するように構成される。
【0141】
本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の選択肢の「１つ以上」を意味する。一例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が２つであれば「１つの選択肢のみ」、または、「２つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本明細書において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が３つ以上であれば「１つの選択肢のみ」、または、「２つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。
【符号の説明】
【0142】
２ａ…クランク軸、６…ドライブユニット、１０…ハウジング、２０…出力軸、３０…変速機構、５０…変速アシスト機構、３２…中継軸、３３…中継軸入力回転体、３４…中継軸出力回転体、３７…第１接続部、３８…第１変速爪部材、３９…変速制御部材、４０…第２接続部、５１…第１回転体、５２…増速回転体、５３，５５…第１連結部、５３…第１連結爪部材、５５…第２回転体、５７…固定部材、５８，６０…第２連結部、５８…第２連結爪部材、６０…第３回転体、７０…変速制御部、７１…遊星歯車機構、９１…電動アクチュエータ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】