特許 7525270 人力駆動車用変速システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】人力駆動車用変速システム

(51)【国際特許分類】

   B62M 11/06 20060101AFI20240723BHJP

   B62M 9/00 20060101ALI20240723BHJP

   B62M 3/00 20060101ALI20240723BHJP

   B62M 9/10 20060101ALI20240723BHJP

   B62M 6/90 20100101ALI20240723BHJP

   B62M 6/55 20100101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

B62M11/06 C

B62M9/00 A

B62M3/00 Z

B62M9/10 C

B62M6/90

B62M6/55

【請求項の数】 33

(21)【出願番号】P 2020033928

(22)【出願日】2020-02-28

(65)【公開番号】P2021133903

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2022-11-04

(73)【特許権者】

【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】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】江村 篤裕

(72)【発明者】

【氏名】謝花 聡

(72)【発明者】

【氏名】水谷 祐太

(72)【発明者】

【氏名】小坂 憲太朗

(72)【発明者】

【氏名】白井 豊土

【審査官】中川 隆司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０２９２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６３２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０００６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２２２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２４０４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０９０９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００１３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４３４４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｍ １１／０６

Ｂ６２Ｍ ９／００

Ｂ６２Ｍ ３／００

Ｂ６２Ｍ ９／１０

Ｂ６２Ｍ ６／９０

Ｂ６２Ｍ ６／５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

人力駆動車用変速システムであって、
クランクアームと、
人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、
フロントクラッチ機構と、
出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、を備え、
前記フロントクラッチ機構により、前記少なくとも１つのフロントスプロケットは、前記クランクアームに対して相対回転可能に構成され、
前記クランクアームは、前記モータが配置されるモータ配置部を有する、変速システム。

【請求項2】

人力駆動車用変速システムであって、
クランクアームと、
人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、
フロントクラッチ機構と、
出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、を備え、
前記フロントクラッチ機構により、前記少なくとも１つのフロントスプロケットは、前記クランクアームに対して相対回転可能に構成され、
前記モータは、前記フロントクラッチ機構に接続される、変速システム。

【請求項3】

前記フロントクラッチ機構は、前記クランクアームと一体に回転する第１部分と、前記少なくとも１つのフロントスプロケットの内周部に結合される第２部分と、前記第１部分および前記第２部分との間における動力の伝達を切り替える切替部材と、を備え、
前記モータは、前記第１部分に接続される、請求項２に記載の変速システム。

【請求項4】

前記クランクアームは、前記モータが配置されるモータ配置部を有する、請求項２または３に記載の変速システム。

【請求項5】

前記モータが配置されるハウジングをさらに備える、請求項１または４に記載の変速システム。

【請求項6】

前記ハウジングは前記モータ配置部に配置される、請求項５に記載の変速システム。

【請求項7】

減速機構、ケイデンスセンサ、無線ユニット、および、インジケータ、の少なくとも１つが前記ハウジング内に配置される、請求項５または６に記載の変速システム。

【請求項8】

人力駆動車用変速システムであって、
内部空間を有するクランク軸と、
前記クランク軸と一体回転可能なクランクアームと、
人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、
フロントクラッチ機構と、
出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
を備え、
前記フロントクラッチ機構により、前記少なくとも１つのフロントスプロケットは、前記クランクアームに対して相対回転可能に構成され、
前記バッテリは、前記クランク軸の前記内部空間に配置される、変速システム。

【請求項9】

無線通信部、ケイデンスセンサ、インジケータ、および、パワーメータの少なくとも１つをさらに含み、
前記バッテリは、前記無線通信部、前記ケイデンスセンサ、前記インジケータ、および、前記パワーメータの前記少なくとも１つに電力を供給する、請求項８に記載の変速システム。

【請求項10】

前記バッテリは、前記無線通信部、前記ケイデンスセンサ、前記インジケータ、および、前記パワーメータの全てに電力を供給する、請求項９に記載の変速システム。

【請求項11】

前記バッテリに電力を供給するための充電口をさらに備える、請求項８から１０のいずれか一項に記載の変速システム。

【請求項12】

前記バッテリは複数のバッテリ素子を含む、請求項８から１１のいずれか一項に記載の変速システム。

【請求項13】

人力駆動車用変速システムであって、
人力駆動車に取り付け可能なクランクアームと、
人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、
前記クランクアームに対して前記少なくとも１つのフロントスプロケットを、一体的または相対的に回転可能にするフロントクラッチ機構と、
出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、
ベース部と、
可動部と、
前記可動部に旋回可能に取り付けられるチェーンガイド機構と、を備え、
前記チェーンガイド機構は、前記モータの前記出力軸に連結される少なくとも１つのプーリを含み、
前記モータは、前記少なくとも１つのプーリを介して、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与する、変速システム。

【請求項14】

前記モータは、前記少なくとも１つのプーリおよび前記人力駆動車用チェーンを介して、前記フロントスプロケットに回転力を付与する、請求項１３に記載の変速システム。

【請求項15】

前記少なくとも１つのプーリは、テンションプーリおよびガイドプーリを含む、請求項１３または１４に記載の変速システム。

【請求項16】

前記モータの前記出力軸は、前記ガイドプーリに連結され、前記テンションプーリには連結されない、請求項１５に記載の変速システム。

【請求項17】

無線通信部、ケイデンスセンサ、インジケータ、および、パワーメータの少なくとも１つをさらに含む、請求項１３から１６のいずれか一項に記載の変速システム。

【請求項18】

人力駆動車用変速システムであって、
出力軸を含み、少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、
前記少なくとも１つのフロントスプロケットの回転中心軸心に関する径方向において、前記少なくとも１つのフロントスプロケットのスプロケット歯とオーバーラップするカバー部を含むブラケット部材と、
前記モータの前記出力軸に連結される回転力伝達部材と、を備え、
前記ブラケット部材は、前記モータを収容するモータ収容部を有する、変速システム。

【請求項19】

前記ブラケット部材は、人力駆動車用フレームのブラケットハンガー部に固定可能な固定部を含む、請求項１８に記載の変速システム。

【請求項20】

前記回転力伝達部材は、人力駆動車用チェーンを介さずに前記フロントスプロケットに回転力を伝達する、請求項１８または１９に記載の変速システム。

【請求項21】

前記回転力伝達部材は、人力駆動車用チェーンを介して前記フロントスプロケットに回転力を伝達する、請求項１８または１９に記載の変速システム。

【請求項22】

無線通信部、ケイデンスセンサ、インジケータ、および、パワーメータの少なくとも１つをさらに含む、請求項１８から２１のいずれか一項に記載の変速システム。

【請求項23】

人力駆動車用変速システムであって、
人力駆動車のシートチューブ、シートステイ、チェーンステイの少なくとも１つに取り付けられるブラケット部材と、
出力軸を含み、少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、
前記モータの前記出力軸に連結される回転力伝達部材と、を備え、
前記ブラケット部材は、前記モータを収容するモータ収容部を有する、変速システム。

【請求項24】

前記ブラケット部材は、前記シートチューブに取り付けられ、
前記ブラケット部材は、第１クランプ部材と、前記第１クランプ部材に対して揺動可能に取り付けられる第２クランプ部材と、前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材との間に前記人力駆動車の前記シートチューブを挟んだ状態で前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材とを固定する締結部材と、を含む、請求項２３に記載の変速システム。

【請求項25】

前記ブラケット部材は、前記シートチューブに取り付けられ、
前記ブラケット部材は、第１取付部を有するブラケット本体と、締結部材と、を含み、
前記締結部材は、前記ブラケット本体の前記第１取付部を挿通し、前記シートチューブに形成される第２取付部に固定される、請求項２３に記載の変速システム。

【請求項26】

人力駆動車用変速システムであって、
クランク軸と、
前記クランク軸と一体回転可能なクランクアームと、
人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、
フロントクラッチ機構と、
出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、
バッテリからの電力を無線で受電し、前記モータに電力を供給する無線受電ユニットと、を備え、
前記フロントクラッチ機構により、前記少なくとも１つのフロントスプロケットは、前記クランクアームに対して相対回転可能に構成される、変速システム。

【請求項27】

人力駆動車用変速システムであって、
クランク軸と、
前記クランク軸と一体回転可能なクランクアームと、
人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、
フロントクラッチ機構と、
出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、
第１通電部と、前記第１通電部に対して相対回転する第２通電部と、を含む通電ユニットと、を備え、
前記フロントクラッチ機構により、前記少なくとも１つのフロントスプロケットは、前記クランクアームに対して相対回転可能に構成され、
前記第１通電部は、人力駆動車用バッテリからの電力を前記第２通電部に通電し、
前記第２通電部は、前記第１通電部から通電される電力を前記モータに通電する、変速システム。

【請求項28】

人力駆動車用変速システムであって、
第１フレーム部材と第２フレーム部材とを含む人力駆動車用フレームと、
クランクアームと、
人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、
フロントクラッチ機構と、
出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、を備え、
前記フロントクラッチ機構により、前記少なくとも１つのフロントスプロケットは、前記クランクアームに対して相対回転可能に構成され、
前記第１フレーム部材は、前記第２フレーム部材に揺動軸心周りに揺動可能に取り付けられ、
前記モータの前記出力軸に連結される回転力伝達部材が、前記揺動軸心上に配置される、変速システム。

【請求項29】

前記モータの前記出力軸は、出力軸方向に延び、
前記出力軸方向は、前記フロントスプロケットの回転中心軸心に関する軸方向と平行である、請求項１から２８のいずれか一項に記載の変速システム。

【請求項30】

前記モータの前記出力軸は、出力軸方向に延び、
前記出力軸方向は、前記フロントスプロケットの回転中心軸心に関する軸方向に対して非平行に延びる、請求項１から２８のいずれか一項に記載の変速システム。

【請求項31】

前記モータの前記出力軸は、出力軸方向に延び、
前記出力軸方向における前記モータの最大長さは、前記フロントスプロケットの直径よりも小さい、請求項１から２８のいずれか一項に記載の変速システム。

【請求項32】

前記モータは、前記人力駆動車に推進力を付与しないように構成される、請求項１から３１のいずれか一項に記載の変速システム。

【請求項33】

前記モータは、前記人力駆動車に推進力を付与しない回転速度で、前記少なくとも１つのフロントスプロケットを回転させる、請求項３２に記載の変速システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、人力駆動車用変速システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に開示されている人力駆動車用変速システムは、ペダリングによってチェーンが駆動されなければ、変速できなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１６５９９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的の１つは、ペダリングをしなくても効果的にチェーンを駆動させる機構を備える人力駆動車用変速システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１側面の変速システムは、人力駆動車用変速システムであって、クランクアームと、人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、フロントクラッチ機構と、出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、を備え、前記フロントクラッチ機構により、前記少なくとも１つのフロントスプロケットは、前記クランクアームに対して相対回転可能に構成され、前記クランクアームは、前記モータが配置されるモータ配置部を有する。
上記第１側面の変速システムによれば、ペダリングしていない状態においても、フロントスプロケットを回転させることによってチェーンを駆動させることができる。このため、ペダリングしていない状態においても、変速動作を行うことができる。また、フロントスプロケットに回転力を付与するモータが、フロントスプロケットの近くに位置するクランクアームに配置されるため、ペダリングしないでフロントスプロケットを回転させる駆動機構の小型化が可能となる。さらに、フロントスプロケットおよびクランクアームを自転車用フレームに取り付けることによって、ペダリングをしなくてもチェーンを駆動させる機構を人力駆動車用フレームに取り付けることができ、組立性に優れる。

【0006】

本発明の第２側面の変速システムは、人力駆動車用変速システムであって、クランクアームと、人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、フロントクラッチ機構と、出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、を備え、前記フロントクラッチ機構により、前記少なくとも１つのフロントスプロケットは、前記クランクアームに対して相対回転可能に構成され、前記モータは、前記フロントクラッチ機構に接続される。
上記第２側面の変速システムによれば、ペダリングしていない状態においても、フロントスプロケットを回転させることによってチェーンを駆動させることができる。このため、ペダリングしていない状態においても、変速動作を行うことができる。また、フロントクラッチ機構を介してモータの回転力をフロントスプロケットに付与できるため、モータの出力を好適にフロントスプロケットに伝達できる。

【0007】

前記第２側面に従う第３側面の変速システムにおいて、前記フロントクラッチ機構は、前記クランクアームと一体に回転する第１部分と、前記少なくとも１つのフロントスプロケットの内周部に結合される第２部分と、前記第１部分および前記第２部分との間における動力の伝達を切り替える切替部材と、を備え、前記モータは、前記第１部分に接続される。
上記第３側面の変速システムによれば、切替部材によって第１部分および第２部分との間における動力の伝達を好適に切り替えできる。

【0008】

前記第２または第３側面に従う第４側面の変速システムにおいて、前記クランクアームは、前記モータが配置されるモータ配置部を有する。
上記第４側面の変速システムによれば、フロントスプロケットに回転力を付与するモータを、フロントスプロケットの近くに位置するクランクアームに配置できる。

【0009】

前記第１または第４側面に従う第５側面の変速システムにおいて、前記モータが配置されるハウジングをさらに備える。
上記第５側面の変速システムによれば、ハウジングによってモータを好適に支持できる。

【0010】

前記第５側面に従う第６側面の変速システムにおいて、ハウジングは前記モータ配置部に配置される。
上記第６側面の変速システムによれば、モータ配置部においてハウジングによってモータを好適に支持できる。

【0011】

前記第５または第６側面に従う第７側面の変速システムにおいて、減速機構、ケイデンスセンサ、無線ユニット、および、インジケータ、の少なくとも１つが前記ハウジング内に配置される。
上記第７側面の変速システムによれば、減速機構、ケイデンスセンサ、無線ユニット、および、インジケータの少なくとも１つをハウジング内に配置できる。

【0012】

本発明の第８側面の変速システムは、人力駆動車用変速システムであって、内部空間を有するクランク軸と、前記クランク軸と一体回転可能なクランクアームと、人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、フロントクラッチ機構と、出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、前記モータに電力を供給するバッテリと、を備え、前記フロントクラッチ機構により、前記少なくとも１つのフロントスプロケットは、前記クランクアームに対して相対回転可能に構成され、前記バッテリは、前記クランク軸の前記内部空間に配置される。
上記第８側面の変速システムによれば、ペダリングしていない状態においても、フロントスプロケットを回転させることによってチェーンを駆動させることができる。このため、ペダリングしていない状態においても、変速動作を行うことができる。また、ペダリングしないでフロントスプロケットを回転させる駆動機構の小型化が可能となる。さらに、フロントスプロケットおよびクランクアームを人力駆動車用フレームに取り付けることによって、ペダリングをしなくてもチェーンを駆動させる機構を人力駆動車用フレームに取り付けることができ、組立性に優れる。

【0013】

前記第８側面に従う第９側面の変速システムにおいて、無線通信部、ケイデンスセンサ、インジケータ、および、パワーメータの少なくとも１つをさらに含み、前記バッテリは、前記無線通信部、前記ケイデンスセンサ、前記インジケータ、および、前記パワーメータの前記少なくとも１つに電力を供給する。
上記第９側面の変速システムによれば、無線通信部、ケイデンスセンサ、インジケータ、および、パワーメータの少なくとも１つにバッテリの電力を供給できる。

【0014】

前記第９側面に従う第１０側面の変速システムにおいて、前記バッテリは、前記無線通信部、前記ケイデンスセンサ、前記インジケータ、および、前記パワーメータの全てに電力を供給する。
上記第１０側面の変速システムによれば、無線通信部、ケイデンスセンサ、インジケータ、および、パワーメータの全てにバッテリの電力を供給できる。

【0015】

前記第８から第１０側面のいずれか１つに従う第１１側面の変速システムにおいて、前記バッテリに電力を供給するための充電口をさらに備える。
上記第１１側面の変速システムによれば、バッテリを変速システムから取り外すことなく、充電口によってバッテリを充電することができる。

【0016】

前記第８から第１１側面のいずれか１つに従う第１２側面の変速システムにおいて、前記バッテリは複数のバッテリ素子を含む。
上記第１２側面の変速システムによれば、バッテリが複数のバッテリ素子を含むため、バッテリの電力の使用時間を長くできる。

【0017】

本発明の第１３側面の変速システムは、人力駆動車用変速システムであって、人力駆動車に取り付け可能なクランクアームと、人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、前記クランクアームに対して前記少なくとも１つのフロントスプロケットを、一体的または相対的に回転可能にするフロントクラッチ機構と、出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、ベース部と、可動部と、前記可動部に旋回可能に取り付けられるチェーンガイド機構と、を備え、前記チェーンガイド機構は、前記モータの前記出力軸に連結される少なくとも１つのプーリを含み、前記モータは、前記少なくとも１つのプーリを介して、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与する。
上記第１３側面の変速システムによれば、リアディレーラ等のチェーンガイド機構によって、ペダリングしていない状態においても、チェーンを回転させることができる。このため、ペダリングしていない状態においても、フロントスプロケットを回転させることができるため、ペダリングしていない状態においても、変速動作を行うことができる。

【0018】

前記第１３側面に従う第１４側面の変速システムにおいて、前記モータは、前記少なくとも１つのプーリ、および、前記人力駆動車用チェーンを介して、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与する。
上記第１４側面の変速システムによれば、プーリおよびチェーンを介してフロントスプロケットに回転力を伝達できる。

【0019】

前記第１３または第１４側面に従う第１５側面の変速システムにおいて、前記少なくとも１つのプーリは、テンションプーリおよびガイドプーリを含む。
上記第１５側面の変速システムによれば、テンションプーリまたはガイドプーリを介してモータの回転力をフロントスプロケットに付与できる。

【0020】

前記第１５側面に従う第１６側面の変速システムにおいて、前記モータの前記出力軸は、前記ガイドプーリに連結され、前記テンションプーリには連結されない。
上記第１６側面の変速システムによれば、ガイドプーリを介してのフロントスプロケットにモータの回転力を付与できる。

【0021】

前記第１３から第１６側面のいずれか１つに従う第１７側面の変速システムにおいて、無線通信部、ケイデンスセンサ、インジケータ、および、パワーメータの少なくとも１つをさらに含む。
上記第１７側面の変速システムによれば、無線通信部、ケイデンスセンサ、インジケータ、および、パワーメータの少なくとも１つを用いることができる。

【0022】

本発明の第１８側面の変速システムは、人力駆動車用変速システムであって、出力軸を含み、少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、前記少なくとも１つのフロントスプロケットの回転中心軸心に関する径方向において、前記少なくとも１つのフロントスプロケットのスプロケット歯とオーバーラップするカバー部を含むブラケット部材と、前記モータの前記出力軸に連結される回転力伝達部材と、を備え、前記ブラケット部材は、前記モータを収容するモータ収容部を有する。
上記第１８側面の変速システムによれば、フロントスプロケットに近い位置に配置されるブラケット部材にモータを収容できるため、ペダリングしないでフロントスプロケットを回転させる駆動機構の小型化が可能となる。さらには、ペダリングしないでフロントスプロケットを回転させる駆動機構の人力駆動車への後付けが容易になる。

【0023】

前記第１８側面に従う第１９側面の変速システムにおいて、前記ブラケット部材は、人力駆動車用フレームのブラケットハンガー部に固定可能な固定部を含む。
上記第１９側面の変速システムによれば、ブラケット部材を固定部によってブラケットハンガー部に好適に固定できる。

【0024】

前記第１８または第１９側面に従う第２０側面の変速システムにおいて、前記回転力伝達部材は、人力駆動車用チェーンを介さずに前記フロントスプロケットに回転力を伝達する。
上記第２０側面の変速システムによれば、回転力伝達部材が人力駆動車用チェーンを介さずにフロントスプロケットに回転力を伝達できるため、ペダリングしない状態において、モータによってフロントスプロケットを効率的に回転させることが可能となる。

【0025】

前記第１８または第１９側面に従う第２１側面の変速システムにおいて、前記回転力伝達部材は、人力駆動車用チェーンを介して前記フロントスプロケットに回転力を伝達する。
上記第２１側面の変速システムによれば、人力駆動車用チェーンを介してフロントスプロケットを回転させることができるため、モータの配置位置の自由度が増す。

【0026】

前記第１８から第２１側面のいずれか１つに従う第２２側面の変速システムにおいて、無線通信部、ケイデンスセンサ、インジケータ、および、パワーメータの少なくとも１つをさらに含む。
上記第２２側面の変速システムによれば、無線通信部、ケイデンスセンサ、インジケータ、および、パワーメータの少なくとも１つを用いることができる。

【0027】

本発明の第２３側面の変速システムは、人力駆動車用変速システムであって、人力駆動車のシートチューブ、シートステイ、チェーンステイの少なくとも１つに取り付けられるブラケット部材と、出力軸を含み、少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、前記モータの前記出力軸に連結される回転力伝達部材と、を備え、前記ブラケット部材は、前記モータを収容するモータ収容部を有する。
上記第２３側面の変速システムによれば、ブラケット部材のモータ収容部にモータを収容できるため、ペダリングしていない状態においても、フロントスプロケットを回転させることによってチェーンを駆動させて変速動作を行うことができる。また、ペダリングしないでフロントスプロケットを回転させる駆動機構の小型化が可能となる。さらには、ペダリングしないでフロントスプロケットを回転させる駆動機構の人力駆動車への後付けが容易になる。

【0028】

前記第２３側面に従う第２４側面の変速システムにおいて、前記ブラケット部材はシートチューブに取り付けられ、前記ブラケット部材は、第１クランプ部材と、前記第１クランプ部材に対して揺動可能に取り付けられる第２クランプ部材と、前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材との間に前記人力駆動車の前記シートチューブを挟んだ状態で前記第１クランプ部材と前記第２クランプ部材とを固定する締結部材と、を含む。
上記第２４側面の変速システムによれば、第１クランプ部材、第２クランプ部材、および、締結部材とによって、ブラケット部材をシートチューブに取り付けできるため、ペダリングしないでフロントスプロケットを回転させる駆動機構の人力駆動車への後付けが容易になる。

【0029】

前記第２４側面に従う第２５側面の変速システムにおいて、前記ブラケット部材はシートチューブに取り付けられ、前記ブラケット部材は、第１取付部を有するブラケット本体と、締結部材と、を含み、前記締結部材は、前記ブラケット本体の前記第１取付部を挿通し、前記シートチューブに形成される第２取付部に固定される。
上記第２５側面の変速システムによれば、ブラケット本体の第１取付部に締結部材を挿入することによってブラケット部材をシートチューブに取り付けることができるため、ペダリングしないでフロントスプロケットを回転させる駆動機構の人力駆動車への後付けが容易になる。

【0030】

本発明の第２６側面の変速システムは、人力駆動車用変速システムであって、クランク軸と、前記クランク軸と一体回転可能なクランクアームと、人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、フロントクラッチ機構と、出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、バッテリからの電力を無線で受電し、前記モータに電力を供給する無線受電ユニットと、を備え、前記フロントクラッチ機構により、前記少なくとも１つのフロントスプロケットは、前記クランクアームに対して相対回転可能に構成される。
上記第２６側面の変速システムによれば、ペダリングしていない状態においても、フロントスプロケットを回転させることによってチェーンを駆動させて変速動作を行うことができる。また、バッテリからの電力を無線で受電する無線受電ユニットによって配線が簡略化できる。

【0031】

本発明の第２７側面の変速システムは、人力駆動車用変速システムであって、クランク軸と、前記クランク軸と一体回転可能なクランクアームと、人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、フロントクラッチ機構と、出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、第１通電部と、前記第１通電部に対して相対回転する第２通電部と、を含む通電ユニットと、を備え、前記フロントクラッチ機構により、前記少なくとも１つのフロントスプロケットは、前記クランクアームに対して相対回転可能に構成され、前記第１通電部は、人力駆動車用バッテリからの電力を前記第２通電部に通電し、前記第２通電部は、前記第１通電部から通電される電力を前記モータに通電する。
上記第２７側面の変速システムによれば、バッテリおよびモータの一方を、互いに相対回転する人力駆動車の２つの場所の一方に配置し、バッテリおよびモータの他方を、互いに相対回転する人力駆動車の２つの場所の他方に配置できる。

【0032】

本発明の第２８側面の変速システムは、人力駆動車用変速システムであって、第１フレーム部材と第２フレーム部材とを含む人力駆動車用フレームと、クランクアームと、人力駆動車用チェーンと係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのフロントスプロケットと、フロントクラッチ機構と、出力軸を含み、前記少なくとも１つのフロントスプロケットに回転力を付与するモータと、を備え、前記フロントクラッチ機構により、前記少なくとも１つのフロントスプロケットは、前記クランクアームに対して相対回転可能に構成され、前記第１フレーム部材は、前記第２フレーム部材に揺動軸心周りに揺動可能に取り付けられ、前記モータの前記出力軸に連結される回転力伝達部材が、前記揺動軸心上に配置される。
上記第２８側面の変速システムによれば、モータの出力軸に連結される回転力伝達部材が揺動軸心上に配置されるため、回転力伝達部材と回転力伝達部材が回転力を伝達する部材との距離の変化を小さくできる。

【0033】

前記第１から第２８側面のいずれか１つに従う第２９側面の変速システムにおいて、前記モータの前記出力軸は、出力軸方向に延び、前記出力軸方向は、前記フロントスプロケットの回転中心軸心に関する軸方向と平行である。
上記第２９側面の変速システムによれば、ペダリングしないでフロントスプロケットを回転させる駆動機構の小型化が可能となる。

【0034】

前記第１から第２８側面のいずれか１つに従う第３０側面の変速システムにおいて、前記モータの前記出力軸は、出力軸方向に延び、前記出力軸方向は、前記フロントスプロケットの回転中心軸心に関する軸方向に対して非平行に延びる。
上記第３０側面の変速システムによれば、モータの配置位置の自由度が増す。

【0035】

前記第１から第２８側面のいずれか１つに従う第３１側面の変速システムにおいて、前記モータの前記出力軸は、出力軸方向に延び、前記出力軸方向における前記モータの最大長さは、前記フロントスプロケットの直径よりも小さい。
上記第３１側面の変速システムによれば、ペダリングしないでフロントスプロケットを回転させる駆動機構の小型化が可能となる。

【0036】

前記第１から第３１側面のいずれか１つに従う第３２側面の変速システムにおいて、前記モータは、前記人力駆動車に推進力を付与しないように構成される。
上記第３２側面の変速システムによれば、ペダリングしない状態において、フロントスプロケットを回転させることによって、変速動作を行うことができる。

【0037】

前記第３２側面に従う第３３側面の変速システムにおいて、前記モータは、前記人力駆動車に推進力を付与しない回転速度で、前記少なくとも１つのフロントスプロケットを回転させる。
上記第３３側面の変速システムによれば、ペダリングしない状態において、フロントスプロケットを回転させることによって、変速動作を行うことができる。

【0038】

本発明の第３４側面の変速システムは、人力駆動車用変速システムであって、ベース部と、可動部と、前記可動部に旋回可能に取り付けられるチェーンガイド機構と、出力軸を含むモータと、を備え、前記チェーンガイド機構は、前記モータの前記出力軸に連結される少なくとも１つのプーリを含み、前記少なくとも１つのプーリは、前記モータによって人力駆動車用チェーンを駆動する。
上記第３４側面の変速システムによれば、ペダリングしないでフロントスプロケットを回転させる駆動機構を、人力駆動車の後輪に配置できる。

【発明の効果】

【0039】

本開示の人力駆動車用変速システムは、好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】第１実施形態の人力駆動車用変速システムを含む人力駆動車の側面図。

【図2】図１のクランクアームおよびクランク軸の側面図。

【図3】図１のクランクアームおよびクランク軸の背面図。

【図4】図２のＤ４－Ｄ４線に沿う第１例の断面図。

【図5】図２のＤ４－Ｄ４線に沿う第２例の断面図。

【図6】図３のフロントクラッチ機構の分解斜視図。

【図7】図３のＤ７－Ｄ７線に沿う断面図。

【図8】図１の人力駆動車の駆動力の伝達経路を示す模式図。

【図9】図１の人力駆動車用変速システムの電気的な構成を示すブロック図。

【図10】図９の制御部によって実行されるクランクアームの回転の停止中に変速を実行する場合のモータを制御する処理を示すフローチャート。

【図11】図９の制御部によって実行されるクランクアームの回転が停止した場合に第１部分と第２部分との相対位相を制御する処理を示すフローチャート。

【図12】第２実施形態の人力駆動車用変速システムを含む人力駆動車のクランク軸周辺の側面図。

【図13】第２実施形態の人力駆動車用変速システムを含む人力駆動車の後輪の車軸周辺の側面図。

【図14】第２実施形態の人力駆動車の駆動力の伝達経路を示す模式図。

【図15】第３実施形態の人力駆動車用変速システムを含む人力駆動車のクランク軸周辺の側面図。

【図16】第３実施形態の人力駆動車用変速システムのブラケット部材の側面図。

【図17】第３実施形態の人力駆動車の駆動力の伝達経路を示す模式図。

【図18】第４実施形態の人力駆動車用変速システムを含む人力駆動車のクランク軸周辺の側面図。

【図19】第４実施形態の人力駆動車用変速システムのブラケット部材の側面図。

【図20】第４実施形態の人力駆動車用変速システムの変形例のブラケット部材の側面図。

【図21】第１実施形態の変形例の変速システムを含む人力駆動車のクランク軸周辺の側面図。

【図22】各実施形態の第１変形例の変速システムの電気的な構成を示すブロック図。

【図23】各実施形態の第２変形例の変速システムの電気的な構成を示すブロック図。

【図24】第４実施形態の変形例の変速システムを含む人力駆動車のクランク軸周辺の側面図。

【発明を実施するための形態】

【0041】

＜第１実施形態＞
図１から図１１を参照して、第１実施形態の人力駆動車用変速システム２０について説明する。人力駆動車１０は、少なくとも１つの車輪を有し、少なくとも人力駆動力によって駆動できる乗り物である。人力駆動車１０は、例えばマウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク、および、ハンドバイク、リカンベントなど種々の種類の自転車を含む。人力駆動車１０が有する車輪の数は限定されない。人力駆動車１０は、例えば１輪車および３輪以上の車輪を有する乗り物も含む。人力駆動車１０は、人力駆動力のみによって駆動できる乗り物に限定されない。人力駆動車１０は、人力駆動力だけではなく、電気モータの駆動力を推進に利用するイーバイク（Ｅ－ｂｉｋｅ）を含む。イーバイクは、電気モータによって推進が補助される電動アシスト自転車を含む。以下、実施形態において、人力駆動車１０を、自転車として説明する。

【0042】

人力駆動車１０は、人力駆動車用フレーム１２と、フレーム１２に支持される車輪１４と、変速システム２０と、を備える。車輪１４は、後輪１４Ａおよび前輪１４Ｂを含む。変速システム２０は、人力駆動車１０に入力された回転を変速して後輪１４Ａに伝達するように構成される。好ましくは、フレーム１２は、ブラケットハンガー部１２Ａを含む。ブラケットハンガー部１２Ａは、クランク軸３４を支持する。好ましくは、フレーム１２は、第１フレーム部材１２Ｂと第２フレーム部材１２Ｃとを含む。第１フレーム部材１２Ｂは、第２フレーム部材１２Ｃに揺動軸心１２Ｆ周りに揺動可能に取り付けられる。例えば、第２フレーム部材１２Ｃには、ブラケットハンガー部１２Ａが設けられる。第２フレーム部材１２Ｃは、トップチューブ１３Ａ、ダウンチューブ１３Ｂ、および、シートチューブ１２Ｄを含む。第１フレーム部材１２Ｂは、チェーンステイ１２Ｅを含む。第１フレーム部材１２Ｂは、シートステイ１３Ｃを含む。第１フレーム部材１２Ｂは、車輪１４の後輪１４Ａを支持する。

【0043】

変速システム２０は、クランクアーム２２と、少なくとも１つのフロントスプロケット２４と、フロントクラッチ機構２６と、モータ２８と、を備える。好ましくは、変速システム２０は、人力駆動車用チェーン３０と、リアスプロケット３２と、クランク軸３４と、をさらに備える。クランクアーム２２は、人力駆動車１０に取り付け可能に構成される。クランクアーム２２は、右クランクアーム３７Ａおよび左クランクアーム３７Ｂを含む。右クランクアーム３７Ａは、クランク軸３４の一方の端部に取り付けられ、左クランクアーム３７Ｂは、クランク軸３４の他方の端部に取り付けられる。好ましくは、クランクアーム２２は、クランク軸３４と一体回転可能である。クランクアーム２２の端部には、ペダル３６が取り付けられる。クランク軸３４は、少なくとも１つのフロントスプロケット２４に回転力を伝達する。本実施形態では、変速システム２０は、１つのフロントスプロケット２４を備える。変速システム２０がフロントディレーラを備える場合、好ましくは、変速システム２０は複数のフロントスプロケット２４を備える。

【0044】

少なくとも１つのフロントスプロケット２４は、人力駆動車用チェーン３０と係合する複数のスプロケット歯２４Ａを含む。モータ２８は、出力軸２８Ａを含み、少なくとも１つのフロントスプロケット２４に回転力を付与する。フロントクラッチ機構２６により、少なくとも１つのフロントスプロケット２４は、クランクアーム２２に対して相対回転可能に構成される。

【0045】

好ましくは、クランクアーム２２は、モータ２８が配置されるモータ配置部２２Ａを有する。好ましくは、モータ配置部２２Ａは、フロントスプロケット２４が取り付けられる側のクランクアーム２２に設けられる。好ましくは、モータ配置部２２Ａは、フロントスプロケット２４と対向するように配置される。モータ配置部２２Ａは、クランクアーム２２の凹部２２Ｂに設けられる。

【0046】

変速システム２０は、モータ２８が配置されるハウジング３８をさらに備える。好ましくは、モータ２８は、ハウジング３８内に配置される。好ましくは、ハウジング３８はモータ配置部２２Ａに配置される。ハウジング３８の形状は、モータ配置部２２Ａが設けられるクランクアーム２２の凹部の形状と対応する。ハウジング３８は、例えば、ボルト等を介してクランクアーム２２に取り付けられる。しかしながら、本発明は本実施形態に限定されない。例えば、モータ２８をクランクアーム２２の凹部２２Ｂに直接配置し、ハウジング３８は凹部２２Ｂの開口部を覆うようにクランクアーム２２に固定されてもよい。

【0047】

モータ２８の出力軸２８Ａは、出力軸方向Ａ１に延びる。
図４に示されるように、第１例では、出力軸方向Ａ１は、フロントスプロケット２４の回転中心軸心Ｃ１に関する軸方向Ａ２と平行である。好ましくは、フロントスプロケット２４の回転中心軸心Ｃ１に関する軸方向Ａ２は、フロントスプロケット２４の回転中心軸心Ｃ１に実質的に平行である。より好ましくは、フロントスプロケット２４の回転中心軸心Ｃ１に関する軸方向Ａ２は、フロントスプロケット２４の回転中心軸心Ｃ１に平行である。

【0048】

図５に示されるように、第２例では、出力軸方向Ａ１は、フロントスプロケット２４の回転中心軸心に関する軸方向Ａ２に対して非平行に延びる。好ましくは、出力軸方向Ａ１は、フロントスプロケット２４の回転中心軸心に関する軸方向Ａ２に対して実質的に直交する方向に延びる。より好ましくは、出力軸方向Ａ１は、フロントスプロケット２４の回転中心軸心に関する軸方向Ａ２に対して直交する方向に延びる。

【0049】

好ましくは、出力軸方向Ａ１におけるモータ２８の最大長さＬ１は、フロントスプロケット２４の直径Ｌ２よりも小さい。少なくとも１つのフロントスプロケット２４が複数のフロントスプロケット２４を含む場合、好ましくは、出力軸方向Ａ１におけるモータ２８の最大長さＬ１は、全てのフロントスプロケット２４の直径Ｌ２よりも小さい。出力軸方向Ａ１におけるモータ２８の最大長さＬ１は、モータ２８の出力軸２８Ａも含む。好ましくは、ハウジング３８のクランクアーム２２の延びる方向における最大長さＬ３は、フロントスプロケット２４の直径Ｌ２よりも小さい。

【0050】

好ましくは、変速システム２０は、減速機構４０をさらに備える。減速機構４０は、モータ２８の出力軸２８Ａと、フロントスプロケット２４とを接続する。減速機構４０は、モータ２８の回転を減速してフロントスプロケット２４に伝達する。減速機構４０は、複数の歯車を含んでいてもよく、プーリおよびベルトを含んでいてもよい。出力軸方向Ａ１がフロントスプロケット２４の回転中心軸心に関する軸方向Ａ２に対して非平行に延びる場合、好ましくは、減速機構４０は、かさ歯車およびウォームギアの少なくとも１つを含む。

【0051】

好ましくは、モータ２８は、フロントクラッチ機構２６に接続される。好ましくは、モータ２８は、減速機構４０を介してフロントクラッチ機構２６に接続される。減速機構４０によって減速されたモータ２８の回転力がフロントクラッチ機構２６に伝達される。

【0052】

好ましくは、フロントクラッチ機構２６は、第１部分２６Ａと、第２部分２６Ｂと、切替部材２６Ｃと、を備える。第１部分２６Ａは、クランクアーム２２と一体に回転する。第２部分２６Ｂは、少なくとも１つのフロントスプロケット２４の内周部に結合される。切替部材２６Ｃは、第１部分２６Ａおよび第２部分２６Ｂとの間における動力の伝達を切り替える。好ましくは、モータ２８は、第１部分２６Ａに接続される。切替部材２６Ｃは、例えば、第１部分２６Ａおよび第２部分２６Ｂの一方に配置され、第１部分２６Ａおよび第２部分２６Ｂの他方に設けられる係合部２６Ｄに係合可能に構成される。本実施形態において、係合部２６Ｄは、複数の係合部２６Ｄを含む。好ましくは、フロントクラッチ機構２６は、付勢部材２６Ｅをさらに備える。付勢部材２６Ｅは、切替部材２６Ｃが係合部２６Ｄに向かって突出するように付勢する。本実施形態では、付勢部材２６Ｅは、第１部分２６Ａの外周部に配置され、係合部２６Ｄは、第２部分２６Ｂの内周部に設けられる。さらに、本実施形態において、切替部材２６Ｃはワンウェイクラッチ機構の爪部材であり、複数の係合部２６Ｄはワンウェイクラッチ機構のラチェット部材である。

【0053】

好ましくは、フロントクラッチ機構２６は、伝達部２６Ｆをさらに含む。伝達部２６Ｆは、モータ２８の出力を第２部分２６Ｂに伝達する。モータ２８の出力は減速機構４０を介して伝達部２６Ｆに伝達される。伝達部２６Ｆは、第１部分２６Ａに設けられる。伝達部２６Ｆは、外周部に係合部２６Ｄに係合する凸部２７を有する。好ましくは、伝達部２６Ｆは、外歯歯車として構成され、複数の係合部２６Ｄは、伝達部２６Ｆの外歯歯車と係合する内歯歯車として構成される。好ましくは、凸部２７は、複数の凸部２７を含む。

【0054】

好ましくは、フロントクラッチ機構２６は、転動体２６Ｇをさらに含む。転動体２６Ｇは、例えば、ボールである。転動体２６Ｇは、第１部分２６Ａの外周部と第２部分２６Ｂの内周部との間に配置される。好ましくは、転動体２６Ｇは、複数の転動体２６Ｇを含み、複数の転動体２６Ｇは、第１部分２６Ａの外周部において第１部分２６Ａの周方向に並ぶ。好ましくは、複数の転動体２６Ｇは、クランク軸３４の軸方向において、切替部材２６Ｃの一方の端部に配置される複数の第１転動体２６Ｈと、クランク軸３４の軸方向において、切替部材２６Ｃの他方の端部に配置される複数の第２転動体２６Ｊと、を含む。すなわち、切替部材２６Ｃは、クランク軸３４の軸方向において、複数の第１転動体２６Ｈと複数の第２転動体２６Ｊとの間に配置される。

【0055】

図８の実線Ｌ１１は、クランクアーム２２が人力駆動車１０が前進する第１方向Ｂ１に回転する場合の駆動力の伝達経路を示す。図８の破線Ｌ１２は、クランクアーム２２による回転ではなく、モータ２８が少なくとも１つのフロントスプロケット２４を回転させる場合のモータ２８の駆動力の伝達経路を示す。

【0056】

クランクアーム２２が人力駆動車１０が前進する第１方向Ｂ１に回転する場合、切替部材２６Ｃが係合部２６Ｄに係合し、第１部分２６Ａの回転を第２部分２６Ｂに伝達し、少なくとも１つのフロントスプロケット２４を回転させる。クランクアーム２２が第１方向Ｂ１とは反対の第２方向Ｂ２に回転する場合、第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対回転が許容される。このため、第１部分２６Ａの回転が第２部分２６Ｂに伝達されない。モータ２８が伝達部２６Ｆを第３方向Ｂ３に回転させる場合、第２部分２６Ｂは第１方向Ｂ１に回転する。

【0057】

クランクアーム２２が第１方向Ｂ１に回転し、かつ、伝達部２６Ｆの回転速度に速度比Ｎを乗算した速度Ｒがクランクアーム２２の回転速度未満の場合、第１部分２６Ａは伝達部２６Ｆを第３方向Ｂ３とは反対の第４方向Ｂ４に回転させる。速度比Ｎは、複数の係合部２６Ｄの歯数と伝達部２６Ｆの歯数との比率を示す。伝達部２６Ｆが第３方向Ｂ３に回転し、かつ、速度Ｒがクランクアーム２２の回転速度以上の場合、伝達部２６Ｆの外歯車と複数の係合部２６Ｄとによって伝達部２６Ｆが第２部分２６Ｂを回転させ、少なくとも１つのフロントスプロケット２４を回転させる。

【0058】

好ましくは、変速システム２０は、無線通信部４４、ケイデンスセンサ４２、インジケータ４６、および、パワーメータ４８の少なくとも１つをさらに含む。好ましくは、無線通信部４４は、無線ユニット４４Ａを構成する。好ましくは、減速機構４０、ケイデンスセンサ４２、無線ユニット４４Ａ、インジケータ４６、の少なくとも１つがハウジング３８内に配置される。必要に応じて、ケイデンスセンサ４２、無線ユニット４４Ａ、および、インジケータ４６の少なくとも１つがハウジング３８外に配置されてもよい。

【0059】

ケイデンスセンサ４２は、クランク軸３４の回転速度に応じた情報を検出するように構成される。ケイデンスセンサ４２は、磁界の強度に応じた信号を出力する磁気センサを含んで構成される。周方向に磁界の強度が変化する環状の磁石Ｍが、クランク軸３４、クランク軸３４に連動して回転する部材、または、クランク軸３４からフロントスプロケット２４までの間の動力伝達経路に設けられる。ケイデンスセンサ４２は、クランク軸３４の回転速度に応じた信号を出力する。ケイデンスセンサ４２は、磁気センサに代えて光学センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、またはトルクセンサなどを含んでいてもよい。ケイデンスセンサ４２は、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部５４に接続される。

【0060】

無線通信部４４は、変速システム２０の外部装置と無線通信を行う。無線通信部４４は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＡＮＴ＋（登録商標）、Ｗｉ-Ｆｉ（登録商標）、および、赤外線通信の少なくとも１つを含む。外部装置は、例えば、人力駆動車のシフタ、人力駆動車のサイクルコンピュータ、スマートフォン、および、パーソナルコンピュータの少なくとも１つを含む。

【0061】

インジケータ４６は、表示部を含む。インジケータ４６は、ユーザがハウジング３８の外部から表示部を視認できるようにハウジング３８に設けられる。インジケータ４６は、例えば、モータ２８に電力を供給するバッテリ５０の電池残量を表示部に表示する。表示部は、例えば、ＬＥＤ（light emitting diode）を含む。表示部は、電池残量に応じてＬＥＤの色を変えるようにしてもよく、ＬＥＤを点滅させるようにしてもよく、点灯するＬＥＤの数を変更するようにしてもよい。

【0062】

パワーメータ４８は、人力駆動力によってクランクアーム２２に与えられるトルクに応じた信号を出力するように構成される。パワーメータ４８は、例えば、フロントクラッチ機構２６よりも人力駆動力の伝達経路の上流側に設けられる。パワーメータ４８は、歪センサ、磁歪センサ、または、圧力センサなどを含む。歪センサは、歪ゲージを含む。パワーメータ４８は、動力伝達経路、または、動力伝達経路に含まれる部材の近傍に含まれる部材に設けられる。動力伝達経路に含まれる部材は、例えば、クランク軸３４、クランクアーム２２とフロントスプロケット２４との間において人力駆動力を伝達する部材、クランクアーム２２、または、ペダル３６である。パワーメータ４８は、無線通信装置または電気ケーブルを介して、制御部５４に接続される。パワーメータ４８は、人力駆動力に関する情報を取得できればどのような構成であってもよく、例えば、ペダル３６に与えられる圧力を検出するセンサ、または、チェーン３０の張力を検出するセンサなどを含んでいてもよい。

【0063】

好ましくは、変速システム２０は、バッテリ５０を含む。好ましくは、バッテリ５０は複数のバッテリ素子５０Ａを含む。バッテリ素子５０Ａは、充電池を含む。好ましくは、バッテリ５０は、モータ２８に電力を供給する。好ましくは、バッテリ５０は、無線通信部４４、ケイデンスセンサ４２、インジケータ４６、および、パワーメータ４８の少なくとも１つに電力を供給する。好ましくは、バッテリ５０は、無線通信部４４、ケイデンスセンサ４２、インジケータ４６、および、パワーメータ４８の全てに電力を供給する。バッテリ５０は、好ましくは、制御装置５２と電気ケーブルまたは無線通信装置を介して通信可能に接続される。バッテリ５０は、例えば電力線通信（ＰＬＣ；power line communication）、ＣＡＮ（Controller Area Network）、または、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）によって制御装置５２と通信可能である。

【0064】

好ましくは、クランク軸３４は、内部空間を有する。好ましくは、バッテリ５０は、クランク軸３４の内部空間に配置される。例えば、バッテリ５０は、円筒形状を有する。好ましくは、バッテリ５０は、モータ２８が設けられる部材と一体回転可能に構成される部材、または、モータ２８が設けられる部材と同じ部材に設けられる。好ましくは、変速システム２０は、バッテリ５０に電力を供給するための充電口５１をさらに備える。充電口５１は、例えば、クランク軸３４に設けられる。充電口５１は、ハウジング３８に設けられてもよい。バッテリ５０は、外部の電源と充電口５１を介して接続されるように構成されてもよく、外部の電源から充電口５１を介した電力が制御部５４を経由してバッテリ５０に供給されるようにしてもよい。充電口５１は、例えば、電気コネクタを含む。好ましくは、バッテリ５０、制御部５４、および、充電口５１は、それぞれ電線で接続される。

【0065】

好ましくは、変速システム２０は、制御装置５２をさらに含む。制御装置５２は、制御部５４を含む。好ましくは、制御装置５２の少なくとも一部は、ハウジング３８に設けられる。好ましくは、制御装置５２の少なくとも一部は、ハウジング３８の内部に設けられる。

【0066】

制御部５４は、予め定める制御プログラムを実行する演算処理装置を含む。演算処理装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。演算処理装置は、相互に離れた複数の場所に設けられてもよい。制御部５４は、１または複数のマイクロコンピュータを含んでいてもよい。好ましくは、制御装置５２は、記憶部５６をさらに含む。記憶部５６には、各種の制御プログラムおよび各種の制御処理に用いられる情報が記憶される。記憶部５６は、例えば不揮発性メモリおよび揮発性メモリを含む。不揮発性メモリは、例えば、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、および、フラッシュメモリの少なくとも１つを含む。揮発性メモリは、例えば、ＲＡＭ（Random access memory）を含む。

【0067】

制御装置５２は、好ましくは、モータ２８の駆動回路５８をさらに備える。駆動回路５８と、制御部５４とは、例えば同一の回路基板に設けられてもよい。駆動回路５８は、インバータ回路を含む。駆動回路５８は、バッテリ５０からモータ２８に供給される電力を制御する。駆動回路５８は、制御部５４と有線接続または無線接続される。駆動回路５８は、制御部５４からの制御信号に応じてモータ２８を駆動させる。

【0068】

変速システム２０は、ディレーラ６０をさらに含む。好ましくは、ディレーラ６０はリアディレーラである。ディレーラ６０は、フロントディレーラであってもよい。ディレーラ６０は、ディレーラ６０に設けられる電動アクチュエータによって動作するものであってもよく、人力駆動車１０のシフタとケーブルで接続されてケーブルの移動に応じて動作するものであってもよい。

【0069】

好ましくは、モータ２８は、人力駆動車１０に推進力を付与しないように構成される。好ましくは、モータ２８は、人力駆動車１０に推進力を付与しない回転速度で、少なくとも１つのフロントスプロケット２４を回転させる。

【0070】

例えば、制御部５４は、人力駆動車１０に推進力を付与しない回転速度で、少なくとも１つのフロントスプロケット２４を回転させるようにモータ２８を制御する。制御部５４は、例えば、車輪１４の回転速度に応じてモータ２８の回転を制御する。この場合、好ましくは、変速システム２０は、車輪１４の回転速度を検出するセンサを含む。制御部５４は、モータ２８の負荷に応じてモータ２８の回転を制御するようにしてもよい。この場合、好ましくは、変速システム２０は、モータ２８の負荷を検出するセンサを含む。制御部５４は、例えば、シフタが操作された場合、または、変速条件が成立した場合に人力駆動車１０に推進力を付与しない回転速度で、少なくとも１つのフロントスプロケット２４を回転させるようにモータ２８を制御する。ディレーラ６０がケーブルによって動作するディレーラ６０の場合、好ましくは、変速システム２０は、シフタ、ケーブル、および、ディレーラ６０の少なくとも１つの動きを検出する変速検出部を備える。

【0071】

図１０を参照して、モータ２８を制御する処理について説明する。制御部５４は、制御部５４に電力が供給されると、処理を開始して図１０に示すフローチャートのステップＳ１１に移行する。制御部５４は、図１０のフローチャートが終了すると、電力の供給が停止されるまでは、予め定める周期後にステップＳ１１からの処理を繰り返す。

【0072】

制御部５４は、ステップＳ１１において、クランクアーム２２の回転が停止中か否かを判定する。クランクアーム２２の回転が停止中ではない場合、処理を終了する。制御部５４は、クランクアーム２２の回転が停止中の場合、ステップＳ１２に移行する。

【0073】

制御部５４は、ステップＳ１２において、変速を実行するか否かを判定する。制御部５４は、例えば、シフタが操作された場合、または、変速条件が成立した場合、変速を実行すると判定する。制御部５４は、変速を実行しない場合、処理を終了する。制御部５４は、変速を実行する場合、ステップＳ１３に移行する。

【0074】

制御部５４は、ステップＳ１３において、人力駆動車１０に推進力を付与しない回転速度で、少なくとも１つのフロントスプロケット２４を回転させるようにモータ２８を制御し、処理を終了する。制御部５４は、ステップＳ１３において、モータ２８の駆動を開始してから予め定める期間が経過したらモータ２８の駆動を停止してもよく、ディレーラ６０の状態を検出するセンサの出力に応じてモータ２８の駆動を停止してもよい。予め定める期間は、例えば、ディレーラ６０が変速動作を十分に完了できる期間が設定される。予め定める期間は、フロントスプロケット２４またはリアスプロケット３２の回転角度で規定されてもよく、時間で規定されてもよい。

【0075】

図１０の処理において、ステップＳ１２は、ステップＳ１１の前に行われてもよい。この場合、制御部５４は、制御部５４に電力が供給されるとステップＳ１２に移行し、ステップＳ１２においてＹＥＳの場合、ステップＳ１１に移行する。制御部５４は、ステップＳ１１においてＹＥＳの場合、ステップＳ１３に移行する。制御部５４は、ステップＳ１２においてＮＯの場合、および、ステップＳ１１においてＮＯの場合、処理を終了する。

【0076】

本実施形態において、制御部５４は、クランクアーム２２の回転が停止中の場合に変速を実行する場合、モータ２８によって少なくとも１つのフロントスプロケット２４を回転させる。このため、クランクアーム２２の回転が停止している場合であっても、ディレーラ６０によって変速を行える。

【0077】

好ましくは、制御部５４は、クランクアーム２２の回転が停止すると、フロントクラッチ機構２６の第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相を第１位相になるようにモータ２８を制御するように構成される。好ましくは、第１位相は、切替部材２６Ｃが係合部２６Ｄに係合する位相である。好ましくは、制御部５４は、クランクアーム２２の回転が停止した場合、第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相が第１位相ではない場合、第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相が第１位相になるようにモータ２８を制御するように構成される。制御部５４がクランクアーム２２の回転が停止すると、切替部材２６Ｃが係合部２６Ｄに係合する第１位相になるようにモータ２８を制御することによって、クランクアーム２２の回転が再開される場合、クランクアーム２２およびクランク軸３４の回転がただちに係合部２６Ｄに伝達される。このため、ライダが違和感を覚えにくい。

【0078】

好ましくは、制御部５４は、フロントクラッチ機構２６の第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相を第１位相になるようにモータ２８を制御する場合、少なくとも１つのフロントスプロケット２４に回転力を伝達する場合とは反対の方向にモータ２８が回転するようにモータ２８を制御するように構成される。制御部５４は、第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相を直接または間接的に検出する位置センサの出力に応じてモータ２８を制御してもよい。位置センサは、例えば、第１部分２６Ａおよび第２部分２６Ｂの一方に設けられ、第１部分２６Ａおよび第２部分２６Ｂの他方の回転位相を検出するセンサ、第１部分２６Ａおよび第２部分２６Ｂのそれぞれのフレーム１２に対する回転位相を検出するセンサ、モータ２８の回転位相を検出するセンサ、および、モータ２８の負荷を検出するセンサの少なくとも１つを含む。

【0079】

好ましくは、モータ２８から伝達部２６Ｆまでのモータ２８の回転力の伝達経路においてワンウェイクラッチが設けられない。モータ２８から伝達部２６Ｆまでのモータ２８の回転力の伝達経路において、ワンウェイクラッチが設けられてもよい。ワンウェイクラッチは、モータ２８からの回転を伝達部２６Ｆに伝達し、伝達部２６Ｆからの回転をモータ２８に伝達しないように構成される。ワンウェイクラッチが設けられない場合、クランクアーム２２が人力駆動車１０が前進する第１方向Ｂ１に回転する場合、かつ、モータ２８が駆動しない場合、伝達部２６Ｆが第２部分２６Ｂによってフロントスプロケット２４の回転中心軸心Ｃ１回りに公転し、モータ２８にはクランクアーム２２の回転が伝達されない。モータ２８から伝達部２６Ｆまでのモータ２８の回転力の伝達経路において、ワンウェイクラッチが設けられる場合、制御部５４は、フロントクラッチ機構２６の第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相を第１位相になるようにモータ２８を制御するように構成されない。

【0080】

図１１を参照して、クランクアーム２２の回転が停止した場合のモータ２８を制御する処理について説明する。制御部５４は、制御部５４に電力が供給されると、処理を開始して図１１に示すフローチャートのステップＳ２１に移行する。制御部５４は、図１１のフローチャートが終了すると、電力の供給が停止されるまでは、予め定める周期後にステップＳ２１からの処理を繰り返す。

【0081】

制御部５４は、ステップＳ２１において、クランクアーム２２の回転が停止しているか否かを判定する。制御部５４は、例えば、クランクアーム２２の回転速度が予め定める速度以下の場合、クランクアーム２２の回転が停止したと判定する。制御部５４は、クランクアーム２２の第１方向Ｂ１への回転速度が予め定める速度以下の場合、クランクアーム２２の回転が停止したと判定してもよい。制御部５４は、クランクアーム２２の第２方向Ｂ２への回転速度が予め定める速度以下の場合、クランクアーム２２の回転が停止したと判定してもよい。好ましくは、制御部５４は、クランクアーム２２の第１方向Ｂ１への回転速度または第２方向Ｂ２への回転速度が予め定める速度以下の場合、クランクアーム２２の回転が停止したと判定する。制御部５４は、クランクアーム２２の回転が停止していない場合、処理を終了する。制御部５４は、クランクアーム２２の回転が停止した場合、ステップＳ２２に移行する。

【0082】

制御部５４は、ステップＳ２２において、第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相が第１位相か否かを判定する。制御部５４は、第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相が第１位相の場合、処理を終了する。制御部５４は、第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相が第１位相ではない場合、ステップＳ２３に移行する。

【0083】

制御部５４は、ステップＳ２３において、第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相が第１位相になるようにモータ２８を制御し、処理を終了する。制御部５４は、例えば、位置センサの出力が、第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相が第１位相に対応する出力になった場合、モータ２８の駆動を停止する。

【0084】

好ましくは、制御部５４は、ステップＳ２３において、伝達部２６Ｆを第４方向Ｂ４に回転させる方向の力を伝達部２６Ｆに付与するようにモータ２８を制御する。制御部５４は、予め定める出力になるようにモータ２８を制御するようにしてもよい。予め定める出力は、切替部材２６Ｃが係合部２６Ｄに係合している状態から第４方向Ｂ４にさらに回転して係合部２６Ｄの壁部を乗り越えられない出力である。制御部５４は、例えば、予め定める時間にわたり、予め定める出力になるようにモータ２８を制御するように構成されていてもよい。制御部５４が予め定める時間にわたり、予め定める出力になるようにモータ２８を制御するように構成される場合、制御部５４は、第１部分と第２部分の相対位相を検出しなくてもよい。この場合、制御部５４は、クランクアーム２２の回転が停止すると、予め定める時間にわたり、予め定める出力になるようにモータ２８を制御するように構成されてもよい。この場合、図１１のステップＳ２２の処理は省略してもよい。制御部５４は、ステップＳ２１において肯定判定の場合、ステップＳ２３に移行する。

【0085】

クランクアーム２２の回転が停止した状態からクランクアーム２２の第１方向Ｂ１への回転が開始される場合、フロントクラッチ機構２６の第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相を第１位相になるまで少なくとも１つのフロントスプロケット２４が回転しない。制御部５４は、クランクアーム２２の回転が停止すると、フロントクラッチ機構２６の第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相を第１位相になるようにモータ２８を制御するため、クランクアーム２２の第１方向Ｂ１への回転が開始される場合、すぐに少なくとも１つのフロントスプロケット２４が回転できる。

【0086】

制御部５４は、クランクアーム２２の第１方向Ｂ１への回転速度が予め定める範囲内にある期間、第１部分２６Ａと第２部分２６Ｂとの相対位相が第１位相になるようにモータ２８の駆動を継続するようにしてもよい。予め定める範囲内には、０ｒｐｍが含まれる。

【0087】

＜第２実施形態＞
図１２から図１４を参照して、第２実施形態の人力駆動車用変速システム２０Ａについて説明する。第２実施形態の人力駆動車用変速システム２０Ａは、モータ６８が配置される部分およびモータ６８が連結される部材が異なる点以外は、第１実施形態の人力駆動車用変速システム２０と同様であるので、第１実施形態と共通する構成については、第１実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0088】

第２実施形態の変速システム２０Ａは、クランクアーム６２と、少なくとも１つのフロントスプロケット６４と、フロントクラッチ機構６６と、を含む。好ましくは、クランクアーム６２は、モータ配置部２２Ａを有しない点以外は、クランクアーム２２と同様の構成を有する。好ましくは、少なくとも１つのフロントスプロケット６４は、フロントクラッチ機構２６に変えてフロントクラッチ機構６６が設けられる点以外は、フロントスプロケット２４と同様に構成される。好ましくは、変速システム２０Ａは、モータ６８と、ベース部７０と、可動部７２と、チェーンガイド機構７４と、を含む。好ましくは、変速システム２０Ａは、チェーン３０と、リアスプロケット３２と、クランク軸３４と、をさらに備える。クランクアーム６２は、人力駆動車１０に取り付け可能に構成される。クランクアーム６２は、クランク軸３４の両端部のそれぞれに取り付けられる。好ましくは、クランクアーム６２は、クランク軸３４と一体回転可能である。クランクアーム６２の端部には、ペダル３６が取り付けられる。クランク軸３４は、少なくとも１つのフロントスプロケット６４に回転力を伝達する。例えば、変速システム２０Ａは、１つのフロントスプロケット６４を備える。変速システム２０Ａがフロントディレーラを備える場合、好ましくは、変速システム２０Ａは複数のフロントスプロケット６４を備える。

【0089】

少なくとも１つのフロントスプロケット６４は、人力駆動車用チェーン３０と係合する複数のスプロケット歯を含む。モータ６８は、出力軸６８Ａを含み、少なくとも１つのフロントスプロケット６４に回転力を付与する。

【0090】

ベース部７０は、人力駆動車１０のフレーム１２に取り付けられる。可動部７２は、ベース部７０に対して移動可能にベース部７０に取り付けられる。ベース部７０、可動部７２、および、チェーンガイド機構７４は、ディレーラを構成する。ディレーラの可動部７２は、リンク機構を含んでいてもよい。ベース部７０、可動部７２、および、チェーンガイド機構７４は、リアディレーラを構成する。ベース部７０、可動部７２、および、チェーンガイド機構７４は、フロントディレーラを構成してもよい。ディレーラは、電動アクチュエータによって動作するものであってもよく、人力駆動車のシフタとケーブルで接続されてケーブルの移動に応じて動作するものであってもよい。チェーンガイド機構７４は、可動部７２に旋回可能に取り付けられる。チェーンガイド機構７４は、モータ６８の出力軸６８Ａに連結される少なくとも１つのプーリ７６を含む。モータ６８は、少なくとも１つのプーリ７６を介して、少なくとも１つのフロントスプロケット２４に回転力を付与する。本実施形態において、モータ６８は、少なくとも１つのプーリ７６、および、人力駆動車用チェーン３０を介して、少なくとも１つのフロントスプロケット２４に回転力を付与する。好ましくは、少なくとも１つのプーリ７６は、テンションプーリ７６Ａおよびガイドプーリ７６Ｂを含む。好ましくは、少なくとも１つのプーリ７６は、チェーン３０を介してフロントスプロケット２４に回動力を伝達する。好ましくは、モータ６８の出力軸６８Ａは、ガイドプーリ７６Ｂに連結され、テンションプーリ７６Ａには連結されない。

【0091】

モータ６８の出力軸６８Ａは、出力軸方向Ａ１に延びる。
第１例では、出力軸方向Ａ１は、フロントスプロケット６４の回転中心軸心に関する軸方向Ａ２と平行である。好ましくは、フロントスプロケット６４の回転中心軸心に関する軸方向は、フロントスプロケット６４の回転中心軸心に平行な方向である。例えば、チェーンガイド機構７４が予め定める位置にある場合、出力軸方向Ａ１は、フロントスプロケット６４の回転中心軸心に関する軸方向Ａ２と平行である。予め定める位置は、例えば、少なくとも１つのプーリ７６の中心軸心がフロントスプロケット６４の回転中心軸心と平行するチェーンガイド機構７４の位置である。第１例では、好ましくは、出力軸方向Ａ１は、少なくとも１つのプーリ７６の回転中心軸心に関する軸方向に平行である。

【0092】

第２例では、出力軸方向Ａ１は、フロントスプロケット６４の回転中心軸心に関する軸方向Ａ２に対して非平行に延びる。好ましくは、出力軸方向Ａ１は、フロントスプロケット６４の回転中心軸心に関する軸方向Ａ２に対して直交する方向を含む方向に延びる。例えば、チェーンガイド機構７４が予め定める位置にある場合、出力軸方向Ａ１は、フロントスプロケット６４の回転中心軸心に関する軸方向Ａ２に対して非平行に延びる。予め定める位置は、例えば、少なくとも１つのプーリ７６の中心軸心がフロントスプロケット６４の回転中心軸心と平行するチェーンガイド機構７４の位置である。第２例では、好ましくは、出力軸方向Ａ１は、少なくとも１つのプーリ７６の回転中心軸心に関する軸方向に非平行である。

【0093】

出力軸方向Ａ１におけるモータ６８の最大長さは、フロントスプロケット６４の直径よりも小さい。少なくとも１つのフロントスプロケット６４が複数のフロントスプロケット６４を含む場合、好ましくは、出力軸方向Ａ１におけるモータ６８の最大長さは、全てのフロントスプロケット２４の直径よりも小さい。

【0094】

好ましくは、変速システム２０Ａは、減速機構７８をさらに備える。減速機構７８は、モータ６８の出力軸６８Ａと、少なくとも１つのプーリ７６とを接続する。減速機構７８は、モータ６８の回転を減速して少なくとも１つのプーリ７６に伝達する。減速機構７８は、複数の歯車を含んでいてもよく、プーリおよびベルトを含んでいてもよい。出力軸方向Ａ１が少なくとも１つのプーリ７６の回転中心軸心に関する軸方向に対して非平行に延びる場合、好ましくは、減速機構７８は、かさ歯車およびウォームギアの少なくとも１つを含む。

【0095】

フロントクラッチ機構６６は、クランクアーム６２に対して少なくとも１つのフロントスプロケット６４を、一体的または相対的に回転可能にする。フロントクラッチ機構６６は、例えば、クランク軸３４と、フロントスプロケット６４との間に設けられる。フロントクラッチ機構６６は、例えば、ワンウェイクラッチである。ワンウェイクラッチは、爪式のクラッチであってもよく、ローラクラッチであってもよい。

【0096】

クランクアーム６２が第１方向Ｂ１に回転する場合、フロントクラッチ機構６６を介してクランク軸３４の回転がフロントスプロケット６４を回転させる。クランクアーム６２が第２方向Ｂ２に回転する場合、フロントクラッチ機構６６を介してクランク軸３４の回転はフロントスプロケット２４に伝達されない。

【0097】

モータ６８は、少なくとも１つのプーリ７６を、クランクアーム６２が第１方向Ｂ１に回転する場合と対応する方向に回転させるように構成される。好ましくは、モータ６８から少なくとも１つのプーリ７６までのモータ６８の回転力の伝達経路において、ワンウェイクラッチが設けられる。ワンウェイクラッチは、モータ６８の回転を少なくとも１つのプーリ７６に伝達し、少なくとも１つのプーリ７６の回転をモータ６８に伝達しないように構成される。

【0098】

少なくとも１つのプーリ７６がモータ６８によってクランクアーム６２が第１方向Ｂ１に回転する場合と対応する方向に回転する場合、少なくとも１つのプーリ７６がチェーン３０を駆動し、リアスプロケット３２を回転させる。チェーン３０の駆動は、フロントスプロケット６４に伝達されるが、フロントクラッチ機構６６によってクランク軸３４には伝達されない。
本実施形態において、フロントクラッチ機構６６は省略されてもよい。

【0099】

好ましくは、変速システム２０Ａは、無線通信部４４、ケイデンスセンサ４２、インジケータ４６、および、パワーメータ４８の少なくとも１つをさらに含む。好ましくは、変速システム２０Ａは、バッテリ５０をさらに含む。好ましくは、変速システム２０Ａは、バッテリ５０に電力を供給するための充電口５１をさらに備える。好ましくは、変速システム２０Ａは、制御装置５２をさらに含む。バッテリ５０は、例えば、モータ６８が設けられるハウジングに設けられる。充電口５１は、モータ６８が設けられるハウジングに設けられる。
本実施形態では、バッテリ５０、および、充電口５１は可動部７２に配置されているが、本発明はこれに限定されない。バッテリ５０、および、充電口５１の少なくとも一方は、必要に応じて、ベース部７０に配置されてもよい。

【0100】

好ましくは、モータ６８は、人力駆動車１０に推進力を付与しないように構成される。好ましくは、モータ６８は、人力駆動車１０に推進力を付与しない回転速度で、少なくとも１つのフロントスプロケット６４を回転させる。

【0101】

図１４の実線Ｌ２１は、クランクアーム６２が人力駆動車１０が前進する第１方向Ｂ１に回転する場合の駆動力の伝達経路を示す。図１４の破線Ｌ２２は、クランクアーム６２の回転が停止し、モータ６８が駆動する場合のモータ６８の駆動力の伝達経路を示す。破線Ｌ２２においては、モータ６８の回転が減速機構７８を介して少なくとも１つのプーリ７６に伝達される。少なくとも１つのプーリ７６の回転は、チェーン３０を第１方向Ｂ１と対応する方向に回転させ、フロントスプロケット６４を第１方向Ｂ１に回転させる。これによって、チェーン３０がリアスプロケット３２を第１方向Ｂ１と対応する方向に引っ張り、リアスプロケット３２が第１方向Ｂ１と対応する方向に回転する。フロントスプロケット６４の第１方向Ｂ１の回転は、フロントクラッチ機構６６によってクランク軸３４に伝達されない。

【0102】

例えば、制御部５４は、人力駆動車１０に推進力を付与しない回転速度で、少なくとも１つのフロントスプロケット６４を回転させるようにモータ６８を制御する。制御部５４は、例えば、車輪１４の回転速度に応じてモータ６８の回転を制御する。この場合、好ましくは、変速システム２０Ａは、車輪１４の回転速度を検出するセンサを含む。制御部５４は、モータ６８の負荷に応じてモータ６８の回転を制御するようにしてもよい。この場合、好ましくは、変速システム２０Ａは、モータ６８の負荷を検出するセンサを含む。制御部５４は、例えば、シフタが操作された場合、または、変速条件が成立した場合に人力駆動車１０に推進力を付与しない回転速度で、少なくとも１つのフロントスプロケット６４を回転させるようにモータ６８を制御する。ディレーラ６０がケーブルによって動作するディレーラ６０の場合、好ましくは、変速システム２０Ａは、シフタ、ケーブル、および、ディレーラ６０の少なくとも１つの動きを検出する変速検出部を備える。制御部５４は、例えば、第１実施形態の図１０の処理と同様の処理によってモータ６８を制御する。

【0103】

＜第３実施形態＞
図１５から図１７を参照して、第３実施形態の人力駆動車用変速システム２０Ｂについて説明する。第３実施形態の人力駆動車用変速システム２０Ｂは、モータ８０が配置される部分およびモータ８０が連結される部材が異なる点以外は、第２実施形態の人力駆動車用変速システム２０Ａと同様であるので、第１実施形態と共通する構成については、第２実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0104】

第３実施形態の変速システム２０Ｂは、モータ８０と、ブラケット部材８２と、回転力伝達部材８４と、を備える。好ましくは、変速システム２０Ｂは、クランクアーム６２と、少なくとも１つのフロントスプロケット６４と、フロントクラッチ機構６６と、をさらに備える。好ましくは、変速システム２０Ｂは、チェーン３０と、リアスプロケット３２と、クランク軸３４と、をさらに備える。好ましくは、変速システム２０Ｂは、ディレーラ６０をさらに備える。

【0105】

モータ８０は、出力軸８０Ａを含む。モータ８０は、少なくとも１つのフロントスプロケット６４に回転力を付与する。回転力伝達部材８４は、モータ８０の出力軸８０Ａに連結される。

【0106】

モータ８０の出力軸８０Ａは、出力軸方向Ａ１に延びる。第１例では、出力軸方向Ａ１は、フロントスプロケット６４の回転中心軸心に関する軸方向Ａ２と平行である。第２例では、出力軸方向Ａ１は、フロントスプロケット６４の回転中心軸心に関する軸方向Ａ２に対して非平行に延びる。好ましくは、出力軸方向Ａ１におけるモータ８０の最大長さは、フロントスプロケット６４の直径よりも小さい。少なくとも１つのフロントスプロケット６４が複数のフロントスプロケット６４を含む場合、好ましくは、出力軸方向Ａ１におけるモータ８０の最大長さは、全てのフロントスプロケット６４の直径よりも小さい。

【0107】

好ましくは、回転力伝達部材８４は、人力駆動車用チェーン３０を介してフロントスプロケット２４に回転力を伝達する。好ましくは、回転力伝達部材８４は、チェーン３０と係合可能な複数の回転力伝達歯８４Ａを含む。好ましくは、回転力伝達部材８４は、減速機構８６を介してモータ８０の出力軸８０Ａに接続される。減速機構８６は、モータ８０の回転を減速してチェーン３０に伝達する。減速機構８６は、複数の歯車を含んでいてもよく、プーリおよびベルトを含んでいてもよい。

【0108】

モータ８０は、フロントスプロケット６４をクランクアーム６２が第１方向Ｂ１に回転する場合と対応する方向に回転させるように構成される。好ましくは、フロントスプロケット６４までのモータ８０の回転力の伝達経路において、ワンウェイクラッチが設けられる。ワンウェイクラッチは、モータ８０の第１方向Ｂ１と対応する方向の回転をフロントスプロケット６４に伝達し、フロントスプロケット６４の第１方向Ｂ１と対応する方向の回転をモータ８０に伝達しないように構成される。

【0109】

フロントスプロケット６４がモータ８０によってクランクアーム６２が第１方向Ｂ１に回転する場合と対応する方向に回転する場合、回転力伝達部材８４が、フロントスプロケット６４およびチェーン３０を駆動し、リアスプロケット３２を回転させる。ペダリングしていない状態でチェーンを駆動させて変速動作を行う場合、チェーン３０の駆動はフロントスプロケット６４に伝達されるが、フロントクラッチ機構６６によってクランク軸３４には伝達されない。

【0110】

好ましくは、変速システム２０Ｂは、無線通信部４４、ケイデンスセンサ４２、インジケータ４６、および、パワーメータ４８の少なくとも１つをさらに含む。好ましくは、変速システム２０Ｂは、バッテリ５０をさらに含む。好ましくは、変速システム２０Ｂは、バッテリ５０に電力を供給するための充電口５１をさらに備える。好ましくは、変速システム２０Ｂは、制御装置５２をさらに含む。バッテリ５０は、例えば、ブラケット部材８２に設けられる。充電口５１は、好ましくは、ブラケット部材８２に設けられる。

【0111】

好ましくは、モータ８０は、人力駆動車１０に推進力を付与しないように構成される。好ましくは、モータ８０は、人力駆動車１０に推進力を付与しない回転速度で、少なくとも１つのフロントスプロケット６４を回転させる。

【0112】

図１７の実線Ｌ３１は、クランクアーム６２が人力駆動車１０が前進する第１方向Ｂ１に回転する場合の駆動力の伝達経路を示す。図１７の破線Ｌ３２は、クランクアーム６２の回転が停止し、モータ８０が駆動する場合のモータ８０の駆動力の伝達経路を示す。破線Ｌ３２においては、モータ８０の回転が減速機構８６を介してチェーン３０を第１方向Ｂ１と対応する方向に回転させ、フロントスプロケット６４を第１方向Ｂ１に回転させる。これによって、チェーン３０がリアスプロケット３２を第１方向Ｂ１と対応する方向に引っ張り、リアスプロケット３２が第１方向Ｂ１と対応する方向に回転する。フロントスプロケット６４の第１方向Ｂ１の回転は、フロントクラッチ機構６６によってクランク軸３４に伝達されない。

【0113】

例えば、制御部５４は、人力駆動車１０に推進力を付与しない回転速度で、少なくとも１つのフロントスプロケット６４を回転させるようにモータ８０を制御する。制御部５４は、例えば、車輪１４の回転速度に応じてモータ８０の回転を制御する。この場合、好ましくは、変速システム２０Ｂは、車輪１４の回転速度を検出するセンサを含む。制御部５４は、モータ８０の負荷に応じてモータ８０の回転を制御するようにしてもよい。この場合、好ましくは、変速システム２０Ｂは、モータ８０の負荷を検出するセンサを含む。制御部５４は、例えば、シフタが操作された場合、または、変速条件が成立した場合に人力駆動車１０に推進力を付与しない回転速度で、少なくとも１つのフロントスプロケット６４を回転させるようにモータ８０を制御する。ディレーラ６０がケーブルによって動作するディレーラ６０の場合、好ましくは、変速システム２０Ｂは、シフタ、ケーブル、および、ディレーラ６０の少なくとも１つの動きを検出する変速検出部を備える。制御部５４は、例えば、第１実施形態の図１０の処理と同様の処理によってモータ８０を制御する。

【0114】

ブラケット部材８２は、少なくとも１つのフロントスプロケット６４の回転中心軸心に関する径方向において、少なくとも１つのフロントスプロケット６４のスプロケット歯６４Ａとオーバーラップするカバー部８２Ａを含む。ブラケット部材８２は、モータ８０を収容するモータ収容部８２Ｂを有する。好ましくは、ブラケット部材８２は、人力駆動車用フレーム１２のブラケットハンガー部１２Ａに固定可能な固定部８２Ｃを含む。固定部８２Ｃは、例えば、円環形状を有する。固定部８２Ｃの円環形状には、クランク軸３４が挿入される。例えば、固定部８２Ｃの円環形状の内周部に設けられる複数の孔にボルトが挿入されることによってブラケット部材８２がフレーム１２のブラケットハンガー部１２Ａに固定される。好ましくは、ブラケット部材８２は、クランク軸３４の軸方向において、ブラケットハンガー部１２Ａと、少なくとも１つのフロントスプロケット６４との間に配置される。

【0115】

＜第４実施形態＞
図１８および図１９を参照して、第４実施形態の人力駆動車用変速システム２０Ｃについて説明する。第４実施形態の人力駆動車用変速システム２０Ｃは、ブラケット部材８８の構成が異なる点以外は、第３実施形態の人力駆動車用変速システム２０Ｂと同様であるので、第１実施形態と共通する構成については、第３実施形態と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0116】

第４実施形態の変速システム２０Ｃは、ブラケット部材８８と、モータ８０と、回転力伝達部材８４と、を備える。好ましくは、変速システム２０Ｃは、クランクアーム６２と、少なくとも１つのフロントスプロケット６４と、フロントクラッチ機構６６と、をさらに備える。好ましくは、変速システム２０Ｃは、チェーン３０と、リアスプロケット３２と、クランク軸３４と、をさらに備える。好ましくは、変速システム２０Ｃは、ディレーラ６０をさらに備える。

【0117】

ブラケット部材８８は、人力駆動車用のシートチューブ１２Ｄ、シートステイ１３Ｃ、および、チェーンステイ１２Ｅの少なくとも１つに取り付けられる。ブラケット部材８８は、モータ８０を収容するモータ収容部８８Ａを有する。例えば、図１９に示されるように、ブラケット部材８８はシートチューブ１２Ｄに取り付けられる。ブラケット部材８８は、第１クランプ部材８８Ｂと、第２クランプ部材８８Ｃと、締結部材８８Ｄと、を含む。第２クランプ部材８８Ｃは、第１クランプ部材８８Ｂに対して揺動可能に取り付けられる。締結部材８８Ｄは、第１クランプ部材８８Ｂと第２クランプ部材８８Ｃとの間にシートチューブ１２Ｄを挟んだ状態で第１クランプ部材８８Ｂと第２クランプ部材８８Ｃとを固定する。締結部材８８Ｄは、例えば、ボルトおよびナットを含む。

【0118】

図２０に示されるように、ブラケット部材８８は、ブラケット本体８８Ｅと、締結部材８８Ｆと、を含んでもよい。例えば、ブラケット本体８８Ｅは、第１取付部８８Ｇを有する。締結部材８８Ｆは、ブラケット本体８８Ｅの第１取付部８８Ｇを挿通し、シートチューブ１２Ｄに形成される第２取付部１２Ｇに固定される。例えば、締結部材８８Ｆは、ボルトを含み、第１取付部８８Ｇは、孔を含み、第２取付部１２Ｇは、雌ねじ部を含む。

【0119】

好ましくは、変速システム２０Ｃは、無線通信部４４、ケイデンスセンサ４２、インジケータ４６、および、パワーメータ４８の少なくとも１つをさらに含む。好ましくは、変速システム２０Ｃは、バッテリ５０をさらに含む。好ましくは、変速システム２０Ｃは、バッテリ５０に電力を供給するための充電口５１をさらに備える。好ましくは、変速システム２０Ｃは、制御装置５２をさらに含む。バッテリ５０は、例えば、ブラケット部材８８に設けられる。充電口５１は、好ましくは、ブラケット部材８８に設けられる。

【0120】

＜変形例＞
実施形態に関する説明は、本開示に従う人力駆動車用変速システムが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に従う人力駆動車用変速システムは、例えば以下に示される実施形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。以下の変形例において、実施形態の形態と共通する部分については、実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

【0121】

・第２実施形態において、モータ６８は、ベース部７０、可動部７２、リンク機構、および、チェーンガイド機構７４のいずれに設けられていてもよい。モータ６８は、テンションプーリ７６Ａに設けられてもよい。

【0122】

・図２１に示すように、第１実施形態のハウジング３８を、第３実施形態のブラケット部材８２に設けることもできる。例えば、変速システム２０は、モータ２８と、ブラケット部材８２と、回転力伝達部材１００と、を備える。回転力伝達部材１００は、モータ２８の出力軸２８Ａに連結される。この場合、回転力伝達部材１００は、人力駆動車用のチェーン３０を介さずにフロントスプロケット２４に回転力を伝達するように構成される。この場合、回転力伝達部材１００は、伝達部２６Ｆである。

【0123】

・図２２に示すように、各実施形態の変速システム２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、バッテリ５０からの電力を無線で受電し、モータ２８，６８，８０に電力を供給する無線受電ユニット９０を備えていてもよい。無線受電ユニット９０は、例えば、電磁誘導によって外部の無線送電装置９２から電力を受電する。無線受電ユニット９０は、例えば、制御部５４に接続され、制御部５４を介して、バッテリ５０に電力を供給してもよい。この場合、変速システム２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、少なくとも、クランク軸３４と、クランクアーム２２，６２と、少なくとも１つのフロントスプロケット２４，６４と、フロントクラッチ機構２６，６６と、モータ２８，６８，８０と、無線受電ユニット９０を備えることによって、好適に用いることができる。

【0124】

・各実施形態において、モータ２８，６８，８０およびバッテリ５０の少なくとも１つが回転する部材に設けられ、かつ、モータ２８，６８，８０およびバッテリ５０の一方が設けられる部材と、モータ２８，６８，８０およびバッテリ５０の他方が設けられる部材とが相対回転するように構成されていてもよい。第１実施形態および第２実施形態において、例えば、バッテリ５０がフレーム１２に設けられ、第３実施形態および第４実施形態において、例えば、バッテリ５０がクランク軸３４に設けられる。この場合、例えば、図２３に示すように、変速システム２０，２０Ａ、２０Ｂ，２０Ｃは、通電ユニット９４を備える。通電ユニット９４は、第１通電部９６と、第１通電部９６に対して相対回転する第２通電部９８と、を含む。第１通電部９６は、バッテリ５０からの電力を第２通電部９８に通電する。第２通電部９８は、第１通電部９６から通電される電力をモータ２８，６８，８０に通電する。通電ユニット９４は、例えば、スリップリングを含む。この場合、変速システム２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、少なくとも、クランク軸３４と、クランクアーム２２，６２と、少なくとも１つのフロントスプロケット２４，６４と、フロントクラッチ機構２６，６６と、モータ２８，６８，８０と、通電ユニット９４を備えることによって、好適に用いることができる。

【0125】

・図２４に示されるように、第３実施形態において、モータ８０の出力軸８０Ａに連結される回転力伝達部材８４が、揺動軸心１２Ｆ上に配置されるようにしてもよい。この場合、変速システム２０Ｂは、少なくとも、第１フレーム部材１２Ｂおよび第２フレーム部材１２Ｃを備えるフレーム１２と、クランクアーム６２と、少なくとも１つのフロントスプロケット６４と、フロントクラッチ機構６６と、モータ８０と、通電ユニット９４を備えることによって、好適に用いることができる。

【0126】

・第１実施形態のフロントクラッチ機構２６は、ローラクラッチ、または、スクラブクラッチを含んでもよい。

【0127】

・変速システム２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、チェーン３０と係合する複数のスプロケット歯を含む少なくとも１つのリアスプロケット３２と、少なくとも１つのリアスプロケット３２が取り付けられるスプロケット取付部材と、人力駆動車用リムと一体的に回転するハブ体と、ハブ体に対して少なくとも１つのリアスプロケット３２を一体的または相対的に回転可能にするリアクラッチ機構と、を含む人力駆動車用ハブを含んでいてもよい。人力駆動車用ハブは、好ましくは、ハブ体と少なくとも１つのリアスプロケットとが一体的に回転する状態と、ハブ体と少なくとも１つのリアスプロケットとが相対的に回転する状態と、を切り替えるアクチュエータと、を備える。

【0128】

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】

【0129】

１０…人力駆動車、１２…人力駆動車用フレーム、１２Ａ…ブラケットハンガー部、１２Ｂ…第１フレーム部材、１２Ｃ…第２フレーム部材、１２Ｄ…シートチューブ、１２Ｅ…チェーンステイ、１２Ｆ…揺動軸心、１２Ｇ…第２取付部、１３Ｃ…シートステイ、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…変速システム、２２，６２…クランクアーム、２２Ａ…モータ配置部、２４，６４…フロントスプロケット、２４Ａ，６４Ａ…スプロケット歯、２６，６６…フロントクラッチ機構、２６Ａ…第１部分、２６Ｂ…第２部分、２６Ｃ…切替部材、２８，６８，８０…モータ、２８Ａ，６８Ａ，８０Ａ…出力軸、３０…人力駆動車用チェーン、３４…クランク軸、３８…ハウジング、４０，７８，８６…減速機構、４２…ケイデンスセンサ、４４…無線通信部、４４Ａ…無線ユニット、４６…インジケータ、４８…パワーメータ、５０…バッテリ、５０Ａ…バッテリ素子、５１…充電口、７０…ベース部、７２…可動部、７４…チェーンガイド機構、７６…プーリ、７６Ａ…テンションプーリ、７６Ｂ…ガイドプーリ、８２…ブラケット部材、８２Ａ…カバー部、８２Ｂ…モータ収容部、８２Ｃ…固定部、８４…回転力伝達部材、８８…ブラケット部材、８８Ａ…モータ収容部、８８Ｂ…第１クランプ部材、８８Ｃ…第２クランプ部材、８８Ｄ…締結部材、８８Ｅ…ブラケット本体、８８Ｆ…締結部材、８８Ｇ…第１取付部、９０…無線受電ユニット、９４…通電ユニット、９６…第１通電部、９８…第２通電部、１００…回転力伝達部材。

【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】