特表 2024-511406 変速装置、および関連するモビリティ車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-13

(54)【発明の名称】変速装置、および関連するモビリティ車両

(51)【国際特許分類】

   B62M 11/06 20060101AFI20240306BHJP

   B62M 6/55 20100101ALI20240306BHJP

【ＦＩ】

B62M11/06 A

B62M6/55

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023557820

(86)(22)【出願日】2022-02-17

(85)【翻訳文提出日】2023-11-17

(86)【国際出願番号】 EP2022053992

(87)【国際公開番号】W WO2022199954

(87)【国際公開日】2022-09-29

(31)【優先権主張番号】2102809

(32)【優先日】2021-03-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】503041177

【氏名又は名称】ヴァレオ アンブラヤージュ

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(72)【発明者】

【氏名】クリストフ、ローランス

(72)【発明者】

【氏名】ジョナタン、カイヨー

(72)【発明者】

【氏名】ジェローム、ブーレ

(72)【発明者】

【氏名】ナディア、ヤクビ

(57)【要約】

本発明は、‐シャトル（４１）およびウォーム（２１）が配置された選択シャフト（４０）と、‐前記選択シャフト（４０）を中心として自由に回転するように配置された少なくとも２つの入力ピニオン（５０、Ｆｒｉ）と、‐中空シャフト（８０）に回転連結された少なくとも２つの出力ピニオン（６０、Ｆｉ）と、‐前記シャトル（４１）を前記ウォーム（２１）に沿って少なくとも２つの位置の間で移動させるとともに選択されたギア比に係合させるように配置された変速アクチュエータ（７０）と、‐前記選択シャフト（４０）に配置された少なくとも２つの爪（４２）であって、前記爪を前記シャトル（４１）を介して持ち上げて前記入力ピニオンおよび前記出力ピニオンを介して選択された前記ギア比に係合させるためのリフト装置（４３）に各々関連付けられる爪（４２）と、を備える、モビリティ車両（１）用の変速装置（２０）であって、単一部品として形成された径方向ブロックシステム（４４）であって、すべての前記爪（４２）を前記選択シャフト（４０）上の所定位置に維持するための径方向ブロックシステム（４４）を備える変速装置（２０）に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

‐シャトル（４１）およびウォーム（２１）が収容された選択シャフト（４０）と、
‐前記選択シャフト（４０）を中心として自由に回動するように構成された少なくとも２つの入力ピニオン（５０、Ｆｒｉ）と、
‐中空シャフト（８０）と一体的に回転する少なくとも２つの出力ピニオン（６０、Ｆｉ）と、
‐前記シャトル（４１）を前記ウォーム（２１）に沿って少なくとも２つの位置の間で変位させて選択されたギアに係合させるように配置された変速アクチュエータ（７０）と、
‐前記選択シャフト（４０）に配置された少なくとも２つの爪（４２）であって、前記爪を前記シャトル（４１）により持ち上げて前記入力ピニオンおよび前記出力ピニオンを介して選択された前記ギアに係合させることを可能にするリフト装置（４３）に各々関連付けられる爪（４２）と、
を備える、モビリティ車両（１）用の変速装置（２０）において、
単一部品として形成された径方向ブロックシステム（４４）であって、前記爪（４２）のすべてを前記選択シャフト（４０）上の所定位置に保持する径方向ブロックシステム（４４）をさらに備えることを特徴とする変速装置（２０）。

【請求項2】

前記ブロックシステム（４４）は、長手方向平坦部（４４０）から形成され、
前記長手方向平坦部（４４０）から少なくとも２つのタブ（４４１）が延び出し、
前記タブ（４４１）の各々は、前記爪（４２）のうちの１つの上方に配置される、
請求項１に記載の変速装置（２０）。

【請求項3】

前記タブ（４４１）は、前記平坦部（４４０）の、前記ブロックシステム（４４）の前記軸Ｘｂに対して平行な第１縁部（４４２）を起点として形成されるとともに、前記ブロックシステム（４４）の前記軸（Ｘｂ）に対して垂直な方向を向いている、
請求項２に記載の変速装置（２０）。

【請求項4】

前記平坦部（４４０）は、前記タブ（４４１）が配置された前記縁部（４４２）の反対側の第２縁部（４４３）を介して、前記選択シャフト（４０）に形成された長手方向スロット（４５）に挿入される、
請求項２または３の一項に記載の変速装置（２０）。

【請求項5】

前記第２縁部（４４３）は、前記シャフト（４０）に向けて折り曲げられて前記スロット（４５）に挿入される、
請求項４に記載の変速装置（２０）。

【請求項6】

各爪（４２）は、凹部（４２１）を備え、
前記凹部（４２１）の形状は、前記タブ（４４１）が前記凹部（４２１）に収容されるように前記タブ（４４１）の形状と相補的である、
請求項２～５の一項に記載の変速装置（２０）。

【請求項7】

７個の入力ピニオン（５０）及び出力ピニオン（７０）と、７個の爪（４２）と、７個のタブ（４４１）と、を備える、
請求項１～６の一項に記載の変速装置（２０）。

【請求項8】

前記径方向ブロックシステム（４４）は、位置決めタブ（４４６）を備える、
請求項１～６の一項に記載の変速装置（２０）。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載の変速装置（２０）を有するモビリティ車両（１）、とりわけ、電動アシストモビリティ車両。

【請求項10】

前記車両（１）は、電動アシスト自転車である、
請求項９に記載のモビリティ車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変速装置の分野に関し、より具体的には、少なくとも電気推進力を利用するモビリティ車両用の変速装置に、そして例えば電動アシスト自転車に関する。

【背景技術】

【0002】

モビリティ車両の動作時には、後輪を駆動するクランクセットの軸を中心として回動するクランクシステムを介して、一般にチェーンを介して、動力が車輪に伝達される。

【0003】

モビリティ車両用のギアボックスは、先行技術から既に知られている。例えば、特許出願ＦＲ２９７５３６７ Ａ１は、ギアボックスとギアを選択するための摺動シャトルとを有する自転車用の変速装置を開示している。シャトルの軸方向変位は、自転車のハンドルバーに配置された回転式ハンドグリップに接続する２つのケーブルを介して制御される。このシステムは多くの部品を必要とする。その製造およびメンテナンスが複雑である。特に、ケーブル制御には、精密かつ定期的な調整が必要である。サイクル用のギアボックスの簡素化および自動化が求められている。

【発明の概要】

【0004】

このために、本発明は、
‐シャトルおよびウォームが収容された選択シャフトと、
‐前記選択シャフトを中心として自由に回動するように構成された少なくとも２つの入力ピニオンと、
‐中空シャフトと一体的に回転する少なくとも２つの出力ピニオンと、
‐前記シャトルを前記ウォームに沿って少なくとも２つの位置の間で変位させて選択されたギアに係合させるように配置された変速アクチュエータと、
‐前記選択シャフトに配置された少なくとも２つの爪であって、前記爪を前記シャトルにより持ち上げて前記入力ピニオンおよび前記出力ピニオンを介して選択された前記ギアに係合させることを可能にするリフト装置に各々関連付けられる爪と、
を備える、モビリティ車両用の変速装置において、
単一部品として形成された径方向ブロックシステムであって、前記爪のすべてを前記選択シャフト上の所定位置に保持する径方向ブロックシステムをさらに備える変速装置を提案する。

【0005】

このように単一部品として形成された径方向ブロックシステムは、製造および取付がより簡単であり、そのコストも削減される。

【0006】

本発明の一実施形態によれば、前記ブロックシステムは、長手方向平坦部から形成され、前記長手方向平坦部から少なくとも２つのタブが延び出し、前記タブの各々は、前記爪のうちの１つの上方に配置される。

【0007】

本発明の一実施形態によれば、前記タブは、前記平坦部の、前記ブロックシステムの前記軸に対して平行な第１縁部を起点として形成されるとともに、前記ブロックシステムの前記軸に対して垂直な方向を向いている。

【0008】

本発明の一実施形態によれば、前記平坦部は、前記タブが配置された前記縁部の反対側の第２縁部を介して、前記選択シャフトに形成された長手方向スロットに挿入される。

【0009】

本発明の一実施形態によれば、前記第２縁部は、前記シャフトに向けて折り曲げられて前記スロットに挿入される。

【0010】

本発明の一実施形態によれば、各爪は、凹部を備え、前記凹部の形状は、前記タブが前記凹部に収容されるように前記タブの形状と相補的である。

【0011】

本発明の一実施形態によれば、変速装置は、７個の入力ピニオン及び出力ピニオンと、７個の爪と、７個のタブと、を備える。

【0012】

本発明の一実施形態によれば、前記ブロックシステムは、位置決めタブを備える。

【0013】

また、本発明は、本発明による変速装置を有するモビリティ車両、とりわけ、電動アシストモビリティ車両に関する。

【0014】

本発明の一実施形態によれば、前記車両は、電動アシスト自転車である。

【0015】

本発明のさらなる目標、特徴および利点は、添付素面を参照しつつなされる以下の説明を読むことでより良好に理解されるとともにより明瞭になるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の態様のうちの１つによるモビリティ車両の図である。

【図2】図２は、図１のモビリティ車両のトランスミッションアセンブリを示す。

【図3a】図３ａは、トランスミッションアセンブリの一部の断面図を示す。

【図3b】図４ｂは、トランスミッションアセンブリの一部の断面図を示す。

【図4】図４は、本発明による変速装置の断面図である。

【図5】図５は、本発明によるブロックシステムを有する変速装置の一部の断面図である。

【図6】図６は、本発明によるブロックシステムを有する変速装置の一部の断面図である。

【図7】図７は、本発明によるトランスミッションアセンブリの一部を組み込んだハウジングの内部の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は、本発明の態様のうちの１つによるモビリティ車両１を示す。ここでの車両１は、電気モータ２を備える電動アシスト自転車である。電気モータ２は、車両の推進力の一部を供給するように設計されている。

【0018】

自転車は、少なくとも２つの車輪３、３’を備えている。使用中に例えばチェーンまたは他の伝達手段を介して後輪を駆動する軸Ｘｐを有するクランクセットの軸を中心として回動する２つのペダルを介して、車輪３、３’に動力が供給される。

【0019】

また、車両１は、制御ユニット４と、例えばクランクセットに、自転車のフレームに、または車輪３、３’に配置された複数のセンサ５、５’、５”と、を備えている。

【0020】

また、図示の車両１は、バッテリ６の形態にあるエネルギー貯蔵装置と、照明システム７と、軸Ｘｐを有するクランクセット８と、位置特定システムおよび／またはナビゲーションシステム９０と、ヒューマン‐マシン・インターフェースシステム９１と、を備えている。ヒューマン‐マシン・インターフェースシステム９１は、とりわけ、前記ユーザの要求に対する情報を表示する、および／または前記ユーザの要求を考慮することができるタッチスクリーンを備えている。ヒューマン‐マシン・インターフェースシステム９１は、特に、位置特定システム９０に接続して、ナビゲーション・インターフェースとして機能する。本発明は、特定のヒューマン‐マシン・インターフェースシステムに限定されず、当業者に知られている任意のシステムを備え得る。

【0021】

車輪３、３’には、とりわけディスクブレーキ３２を備えるブレーキシステム３１が設けられる。

【0022】

車両１は、図２に示すトランスミッションアセンブリ１０を有している。トランスミッションアセンブリ１０は、本発明による変速装置２０と、車両１を推進するための動力の一部を供給するための電気モータ２と、を有している。

【0023】

本発明の一態様によれば、トランスミッションアセンブリ１０は、ここではクランクセット８に配置されたハウジング３０（図７に図示）に少なくとも部分的に収容されている。クランクセット８の軸Ｘｐは、変速装置２０の出力軸Ｘ_ｖと一致する。

【0024】

本発明の一実施形態によれば、図３ａおよび図３ｂに示す変速装置２０は、少なくとも２つのギア比、例えば、１速と呼ばれる第１比と７速と呼ばれるより高いギア比との間に７個のギア比を有している。

【0025】

本発明の一実施形態によれば、変速装置２０は、中空シャフト８０と一体的に回転する軸Ｘ_ｖを有する一連の７個の出力ピニオン６０、すなわちＦ_１～Ｆ_７の参照符号を有するピニオンと、選択シャフト４０を中心として自由に回動するように設計された一連の７個の入力ピニオン５０、すなわちＦｒ_１～Ｆｒ_７の参照符号を有するピニオンと、を備えている。

【0026】

本発明の一実施形態によれば、図３および図４に示す選択シャフト４０は、変速装置２０のウォーム２１を取り囲むシャトル４１を収容している。

【0027】

本発明の一変形例によれば、変速装置２０は、遊星ギアセットを備える。

【0028】

本発明による車両１は、ヘリカル運動学的接続によりシャトル４１をウォーム２１に沿って、少なくとも２つの位置の間で、例えば、Ｐ_１～Ｐ_７の７個の位置間で移動させて選択されたギア比に係合させるように設計された変速アクチュエータ７０を備えている。

【0029】

本発明の一実施形態によれば、選択シャフト４０は、中空である。

【0030】

本発明の一実施形態によれば、変速アクチュエータ７０は、減速ギアセットの形態にある、シャトル４１を移動させるための電気的手段を備えている。この減速ギアセットは、
モータ８１と減速機８２とを備えている。

【0031】

本発明の一実施形態によれば、減速ギアセットは、ウォーム２１の軸上のピニオン２２と、中間ピニオン２２’と、モータ８１の軸上のピニオン２２”と、を備えている。ピニオン２２、２２’、２２”の歯セットは、図示のようにストレートカット歯であってもよいし、図示しない変形例においてはヘリカル歯であってもよい。

【0032】

ウォーム２１の回転ガイドは、例えば、その端部の各々における転がり軸受により確保される。

【0033】

本発明の一実施形態によれば、シャトル４１は、その移動中に、選択されたギア比のピニオンの下方に配置されてこのギア比に係合するように構成されている。

【0034】

本発明の一実施形態によれば、シャトル４１は、出願ＦＲ２９７５３６７に記載されたものと同様に構成される。

【0035】

本発明の一実施形態によれば、減速ギアセットは、図３に示すような平行軸、または垂直軸を有するピニオンを備えている。

【0036】

本発明の一実施形態によれば、変速アクチュエータ７０は、ベベルギアセット、ストレートカットスパーギアセット、またはヘリカルギアセットを備えている、および／または１つ以上の段を有している。

【0037】

本発明の変形実施形態によれば、変速アクチュエータ７０は、ベルト、またはチェーン、またはユニバーサルジョイントを有している。

【0038】

図５および図６に示す本発明の一実施形態によれば、変速装置２０は、選択シャフト４０に、少なくとも２つの爪４２を備えている。例えば、１～７速の車両では、７個の爪４２を備えている。

【0039】

本発明の一実施形態によれば、変速装置２０は、選択シャフト４０の長手方向軸Ｘ２に沿って連続して配置された一連の７個の爪を備えている。

【0040】

本発明の一実施形態によれば、変速装置２０は、選択シャフト４０の長手方向軸Ｘ２に沿って連続的に配置された少なくとも一連の少なくとも７個の爪を備えている。

【0041】

本発明の一実施形態によれば、変速装置２０は、３つの、選択シャフト４０の長手方向軸Ｘ２に沿って連続的に配置された一連の少なくとも７個の爪を備えている。一連の爪は、選択シャフト４０を中心として、互いに１２０度の間隔を置いている。

【0042】

爪４２は、入力ピニオンＦｒｉと協働するように構成された形状を有している。爪４２は、選択シャフト４０に形成された凹部４２０に収容されている。各爪４２は、リフト装置、例えば、図４および図６に見える、インナーシャフトの穿孔４３０に収容されてインナーシャフトの内部に突出するボール４３であって、各爪４２の下方に配置されてこれをシャトル４１を介して持ち上げることができるボール４３に関連付けられている。

【0043】

ギアが選択されると、シャトル４１は、選択されたギア比ｉに対応する入力ピニオンＦｒｉの下方に配置される。そして、シャトル４１は、爪４２のうちの１つにより回転が阻止されて、対応する出力ピニオンに噛み合う。

【0044】

本発明の文脈では、爪４２をそれらのハウジング４２０において所定位置に保持するように、変速システムは、単一部品として形成された少なくとも１つの径方向ブロックシステム４４を備えている。これの意味するものは、爪４２をそれらのハウジングに押し込んだ状態に維持すると同時に、それらをボール４３およびシャトル４１により持ち上げることをできるようにするシステム４４である。径方向ブロックシステム４４は、一部品で形成されている。これにより、取付および製造が容易となるとともに、コストが制限され得る。

【0045】

本発明の一実施形態によれば、ブロックシステム４４は、長手方向平坦部４４０を備えている。

【0046】

本発明の一実施形態によれば、システム４４は、少なくとも２つのタブ４４１、例えば、７速の車両の場合、７個のタブ４４１を備えている。

【0047】

本発明の一実施形態によれば、タブ４４１は、平坦部４４０の、ブロックシステム４４の軸Ｘｂに対して平行な第１縁部４４２を起点として形成されるとともに、ブロックシステム４４の軸Ｘｂに対して垂直な方向を向いている。したがって、回転ブロックシステム４４は、平坦化された別個の歯を有する櫛を形成している。

【0048】

本発明の一実施形態によれば、平坦部４４０は、タブ４４１が配置された縁部４４２の反対側の第２縁部４４３を介して、シャフトの軸に対して平行に選択シャフト４０に形成された長手方向スロット４５に挿入されている。

【0049】

本発明の一実施形態によれば、第２縁部４４３は、シャフト４０に向けて折り曲げられてスロット４５に挿入されている。

【0050】

ブロックシステム４４は、各タブ４４１が爪４２上に配置されるように、選択シャフト４０に配置されている。

【0051】

本発明の一実施形態によれば、各爪４２は、凹部４２１を備えている。凹部４２１の形状は、タブ４４１が凹部４２１に収容されて爪が固定化されているときには移動しないようにタブ４４１の形状と相補的である。

【0052】

本発明の一実施形態によれば、回転ブロックシステム４４は、位置決めタブ４４６を備えている。この位置決めタブ４４６は、スロット４５に挿入された第２縁部４４３に配置されている。このタブ４４４は、位置決めタブ４４６の形状に相補的な形状を有するさらなるハウジング４４５であって、選択シャフト４０に形成されたハウジング４４５と協働する。この位置決めタブ４４６により、装置のタブ４４１は、爪４２上でセンタリングされ得る。

【0053】

したがって、回転ブロックシステム４４は、爪４２がシャトル４１により持ち上げられることを可能にしつつ爪４２をハウジング４２１内でブロックするのに十分な圧力すなわち押圧力を、各爪４２に加える。

【0054】

本発明の一実施形態によれば、変速システムは、３つの一連の爪をブロックするように配置された少なくとも３つの回転ブロックシステム４４を備えている。

【0055】

シャトル４１は、選ばれたギア比を選択することができ、これは、爪４２を介して入力ピニオンＦｒｉに係合し得るとともに、回転ブロックシステム４４により回転を阻止され得る。

【0056】

次いで、入力ピニオンＦｒｉは、出力ピニオンＦｉに噛み合う。

【0057】

車両１が、ギアチェンジせずにギア比ｉで走行している場合、ウォーム２１は回動しない。

【0058】

ギア比を変更する際、ウォーム２１は、変速アクチュエータ７０により回転駆動され、ウォーム２１のナット２１０の軸方向移動が生じる。これにより、シャトル４１が駆動されて、変速が可能とされる。このように実施されるピボット接続により、ウォーム２１の回転運動がシャトル４１の並進運動に変換される。

【0059】

本発明の一実施形態によれば、リミットストッパ２１１、２１１’が、各端部におけるシャトル４１の移動を制限する。本発明の別の実施形態によれば、シャトルの移動は、位置センサにより制御される。

【0060】

図示しない実施形態において、シャトル４１は、ギア比が係合されない中立位置Ｐ０と称される位置を取り得る。

【0061】

図７は、図１のモビリティ車両１のケーシング３０をより詳細に示す。

【0062】

ケーシング３０は、変速装置２０のギアセットを収容するように配置される第１ハウジング３１１を画定するケース３１０を有している。また、ケーシング３１０は、互いに分離した少なくとも２つの第２ハウジング３１２、３１３、３１４、３１５を画定する。これらのハウジングは、モビリティ車両の電気モータ２、減速ギアセット１１、変速アクチュエータ７０、および制御ユニット４をそれぞれ収容するようにともに構成されている。本発明の一実施形態によれば、少なくとも第２ハウジングは、流体密であり、例えば制御ユニット４を収容することが意図されている。

【0063】

本発明の一実施形態によれば、変速装置２０を収容するケーシング３１０は、２つの横方向フランジ３１７により閉鎖される。図４にそのうちの一方のみを示す。第１ハウジング３１１は、モビリティ車両１のクランクセット主軸を受容するように、２つの対面する孔を横方向フランジ３１７に有している。

【0064】

本発明の範囲は、上述の詳細な説明に限定されず、本発明の適用分野から離れることなく多数の他の具体的な形態における実施形態が可能である。したがって、本実施形態は、例示のためのものとみなされるべきであり、特許請求の範囲により定義される範囲から逸脱することなく変更可能である。

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】