(57)【要約】本開示は、車両用トランスミッション装置、及びとくに、人力を電動モータ由来の動力で補助する電動自転車に使用されるトランスミッション装置に関連する。本開示は、電動モータがハーモニックドライブ型であり、また人力入力及びモータ入力の双方で駆動される装置の出力を供給する二次アクスル又はブラケットを設ける、またこれら２つの入力を、フレックス・スプラインと、二次アクスル又はブラケットとの間、及びブラケットと一次駆動アクスルとの間に一方向クラッチ配置することによって互いに隔離させる種々の実施形態がある。このようなトランスミッション装置用のモジュール式アセンブリ及び組立て及び分解方法も開示する。【選択図】図１０
2021501854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの回転入力、及び少なくとも１つの回転出力を備えるトランスミッション装置であって、
前記回転入力のうちの１つの回転入力はハーモニックドライブであり、
前記ハーモニックドライブはフレックス・スプラインを有し、前記フレックス・スプラインは前記回転入力のうち他の回転入力における駆動アクスルを包囲し、
前記フレックス・スプラインは、ブラケットの周りに備え付けられ、かつ前記ブラケットに回転可能に連結される第１一方向クラッチ、及び前記ブラケット内に画定されるハウジング内に備え付けられる第２一方向クラッチに回転可能に連結され、
前記第２一方向クラッチは前記駆動アクスルに回転可能に連結される、トランスミッション装置。
【請求項２】
請求項１記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインは前記第１一方向クラッチの外側レースに固定される、トランスミッション装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインはその内部に軌跡座位を画定し、また前記軌跡座位内に前記第１一方向クラッチが配置される、トランスミッション装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインはその内部に軌跡座位を画定し、また前記軌跡座位内に前記第２一方向クラッチが配置される、トランスミッション装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインはその内部に軌跡座位を画定し、また前記軌跡座位内に前記ブラケットがほぼ配置される、トランスミッション装置。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインはその内部に軌跡座位を画定し、また前記軌跡座位内に電動モータがほぼ配置される、トランスミッション装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記ブラケットは、円筒形一方向クラッチハウジング及び円筒形一方向クラッチマウントを有する、トランスミッション装置。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記ブラケットは、円筒形一方向クラッチハウジング及び円筒形一方向クラッチマウントを有し、また前記円筒形一方向クラッチマウント及び前記円筒形一方向クラッチハウジングはコラジアルである、トランスミッション装置。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記ブラケットは、円筒形一方向クラッチハウジング及び円筒形一方向クラッチマウントを有し、また前記円筒形一方向クラッチマウント及び前記円筒形一方向クラッチハウジングはフランジによって覆うことができる、トランスミッション装置。
【請求項１０】
請求項９記載のトランスミッション装置において、円筒形マウント及びハウジング側とは反対側に前記フランジから円筒形突起が突出する、トランスミッション装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のトランスミッション装置において、前記円筒形突起は円筒形マウントより小さい直径である、トランスミッション装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１記載のトランスミッション装置において、前記円筒形突起は円筒形ハウジングより小さい直径である、トランスミッション装置。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記円筒形突起はギアマウントを有する、トランスミッション装置。
【請求項１４】
ハイブリッド駆動車両に使用されるように適合される請求項１〜１３のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、回転入力は、内燃機関動力、電気動力、人力、及びＫＥＲＳよりなるグループから選択される動力からのものとすることができる、トランスミッション装置。
【請求項１５】
ハイブリッド駆動車両、及びとくに電動自転車に使用されるように適合される請求項１〜１４のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、電動モータ回転入力及びペダルクランク構成からの人力回転入力を含む、トランスミッション装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記トランスミッション装置は全体的に円筒形である、トランスミッション装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記トランスミッション装置は１７０ｍｍの最大長さを有する、トランスミッション装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記トランスミッション装置は６０ｍｍ〜１７０ｍｍの間における長さを有する、トランスミッション装置。
【請求項１９】
請求項１〜１８のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記トランスミッション装置は１０８ｍｍ〜１２７ｍｍの間における長さを有する、トランスミッション装置。
【請求項２０】
請求項１〜１９のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記トランスミッション装置は約１２５ｍｍの長さを有する、トランスミッション装置。
【請求項２１】
請求項１〜２０のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記トランスミッション装置は１０８ｍｍの最大外径を有する、トランスミッション装置。
【請求項２２】
請求項１〜２１のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記トランスミッション装置は６８ｍｍ〜１０８ｍｍの間における外径を有する、トランスミッション装置。
【請求項２３】
請求項１〜２２のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記トランスミッション装置は８０ｍｍ〜１１０ｍｍの間における外径を有する、トランスミッション装置。
【請求項２４】
請求項１〜２３のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記トランスミッション装置は約９０ｍｍの外径を有する、トランスミッション装置。
【請求項２５】
請求項１〜２４のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、さらに、クランク速度センサを備える、トランスミッション装置。
【請求項２６】
請求項２５記載のトランスミッション装置において、前記クランク速度センサは磁場を採用して回転速度を導き出す、トランスミッション装置。
【請求項２７】
請求項２５又は２６記載のトランスミッション装置において、前記クランク速度センサは磁場を採用して回転方向を導き出す、トランスミッション装置。
【請求項２８】
請求項２５〜２７のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記クランク速度センサは、電動モータによって得られる回転入力を制御するモータコントローラに供給する、トランスミッション装置。
【請求項２９】
請求項１〜２８のうちいずれか１項記載の少なくとも１つのトランスミッション装置を有する自転車。
【請求項３０】
請求項１〜２８のうちいずれか１項記載の少なくとも１つのトランスミッション装置を有する車両。
【請求項３１】
少なくとも２つの回転入力、及び少なくとも１つの回転出力を備えるトランスミッション装置であって、
前記回転入力のうちの１つの回転入力はハーモニックドライブであり、
前記ハーモニックドライブはフレックス・スプライン、及び電動モータを有し、
前記トランスミッション装置は第１モジュール及び第２モジュールを備えるモジュール式構成を有し、
前記第１モジュールは前記フレックス・スプラインを収容し、また前記第２モジュールは前記電動モータを収容し、前記２つのモジュールは選択的に着脱可能である、トランスミッション装置。
【請求項３２】
請求項３１記載のトランスミッション装置において、前記第１モジュールは第１モジュール外側ハウジングを有する、トランスミッション装置。
【請求項３３】
請求項３１又は３２記載のトランスミッション装置において、前記第２モジュールは第２モジュール外側ハウジングを有する、トランスミッション装置。
【請求項３４】
請求項３１、又は請求項３１に従属する請求項３３記載のトランスミッション装置において、１モジュール外側ハウジングは円筒形の形状を有する、トランスミッション装置。
【請求項３５】
請求項３３、又は請求項３３に従属する請求項３４記載のトランスミッション装置において、前記２モジュール外側ハウジングは円筒形の形状を有する、トランスミッション装置。
【請求項３６】
請求項３３又は請求項３５記載のトランスミッション装置において、前記２モジュール外側ハウジングは、該２モジュール外側ハウジングから突出するボスを有する、トランスミッション装置。
【請求項３７】
請求項３６記載のトランスミッション装置において、前記ボスは第１モジュール外側ハウジングの少なくとも一部分を収容し得るものである、トランスミッション装置。
【請求項３８】
請求項３６又は３７記載のトランスミッション装置において、前記ボス及び／又は第１外側ハウジングには、前記２つのモジュールを適正に整合させることができるソケット及び溝の形体が設けられる、トランスミッション装置。
【請求項３９】
請求項３１〜３８のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記第１モジュールは駆動アクスルを収容する、トランスミッション装置。
【請求項４０】
請求項３１〜３９のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記第１モジュールは１つ又はそれ以上の一方向クラッチを有する、トランスミッション装置。
【請求項４１】
請求項３１〜４０のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記第１モジュールはハーモニックドライブのフレックス・スプラインを収容する、トランスミッション装置。
【請求項４２】
請求項３１〜４１のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記第１モジュールは、ハーモニックドライブの円形スプライン、ウェーブ・ジェネレータ及びフレックス・スプラインを収容する、トランスミッション装置。
【請求項４３】
請求項３１〜４２のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記第２モジュールは電動モータを収容する、トランスミッション装置。
【請求項４４】
請求項４１、４２、又は請求項４１若しくは４２に従属する４３記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインは、ブラケットの周りに備え付けられ、かつ前記ブラケットに回転可能に連結される第１一方向クラッチ、及び前記ブラケット内に画定されるハウジング内に備え付けられる第２一方向クラッチに回転可能に連結され、また前記第２一方向クラッチは駆動アクスルに回転可能に連結される、トランスミッション装置。
【請求項４５】
請求項４４記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインは前記第１一方向クラッチの外側レースに固着される、トランスミッション装置。
【請求項４６】
請求項４１又は４２、及び請求項４１又は４２に従属する請求項４３〜４５のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインはその内部に軌跡座位を画定し、また前記軌跡座位内に第１一方向クラッチが配置される、トランスミッション装置。
【請求項４７】
請求項４１又は４２、及び請求項４１又は４２に従属する請求項４３〜４６のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインはその内部に軌跡座位を画定し、また前記軌跡座位内に第２一方向クラッチを配置することができる、トランスミッション装置。
【請求項４８】
請求項４１又は４２、及び請求項４１又は４２に従属する請求項４３〜４７のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインはその内部に軌跡座位を画定し、また前記軌跡座位内にブラケットをほぼ配置することができる、トランスミッション装置。
【請求項４９】
請求項４１〜４８のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、さらに、底部ブラケットシェルの非チェーンリング側をカバーするよう該底部ブラケットシェルに取り付ける端部キャップを備える、トランスミッション装置。
【請求項５０】
請求項４１〜４９のうちいずれか１項記載の少なくとも１つのトランスミッション装置を備える自転車。
【請求項５１】
請求項４１〜４９のうちいずれか１項記載の少なくとも１つのトランスミッション装置を備える車両。
【請求項５２】
第１モジュール及び第２モジュールを備える電動自転車用のトランスミッション装置であって、
前記第１モジュール及び前記第２モジュールは選択的に着脱可能であり、
前記第１モジュールは第１モジュール外側ハウジングを有し、
前記第２モジュールは第２モジュール外側ハウジングを有し、
前記１モジュール外側ハウジングは円筒形の形状を有し、
前記２モジュール外側ハウジングも円筒形の形状を有し、
前記２モジュール外側ハウジングは、前記２モジュール外側ハウジングから突出するボスを有し、前記ボスは第１モジュール外側ハウジングの少なくとも一部分を収容するように適合される、トランスミッション装置。
【請求項５３】
請求項５２記載のトランスミッション装置において、前記第１モジュール及び前記第２モジュールのうち一方のモジュールは、前記第１モジュール及び前記第２モジュールの機械的取り付けを可能にするよう前記一方のモジュールから突出する１つ以上のピン又はボルトを有する、トランスミッション装置。
【請求項５４】
請求項５３記載のトランスミッション装置において、前記第１モジュール及び前記第２モジュールのうち他方のモジュールは、前記ピン又はボルトのための対応する収容開孔を有する、トランスミッション装置。
【請求項５５】
請求項５２〜５４のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、第１ワンウェイモジュールの前記ボス及び／又は外側ハウジングには、前記第１モジュール及び前記第２モジュールを適正に整合させることができるソケット及び溝の形体が設けられる、トランスミッション装置。
【請求項５６】
請求項５２〜５５のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記第１モジュールは駆動アクスルを収容する、トランスミッション装置。
【請求項５７】
請求項５２〜５６のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記第２モジュールは駆動アクスル収容開孔を有する、トランスミッション装置。
【請求項５８】
請求項５２〜５７のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記第１モジュールは１つ又はそれ以上の一方向クラッチを収容する、トランスミッション装置。
【請求項５９】
請求項５２〜５８のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記第１モジュールはハーモニックドライブのフレックス・スプラインを収容する、トランスミッション装置。
【請求項６０】
請求項５２〜５９のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記第１モジュールはハーモニックドライブの円形スプライン、ウェーブ・ジェネレータ及びフレックス・スプラインを収容する、トランスミッション装置。
【請求項６１】
請求項５２〜６０のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記第２モジュールは電動モータを収容する、トランスミッション装置。
【請求項６２】
請求項５９〜６１のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、フレックス・スプラインは、ブラケットの周りに備え付けられ、かつ該ブラケットに回転可能に連結される第１一方向クラッチ、及び前記ブラケット内に画定されるハウジング内に備え付けられる第２一方向クラッチに回転可能に連結され、また前記第２一方向クラッチは駆動アクスルに回転可能に連結される、トランスミッション装置。
【請求項６３】
請求項６２記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインは前記第１一方向クラッチの外側レースに固着される、トランスミッション装置。
【請求項６４】
請求項６２又は６３記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインはその内部に軌跡座位を画定し、また前記軌跡座位内に前記第１一方向クラッチが配置される、トランスミッション装置。
【請求項６５】
請求項６２〜６４のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインはその内部に軌跡座位を画定し、また前記軌跡座位内に前記第２一方向クラッチが配置される、トランスミッション装置。
【請求項６６】
請求項６２〜６５のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置において、前記フレックス・スプラインはその内部に軌跡座位を画定し、また前記軌跡座位内に前記ブラケットが配置される、トランスミッション装置。
【請求項６７】
請求項５２〜６６のうちいずれか１項記載の少なくとも１つのトランスミッション装置を備える自転車。
【請求項６８】
請求項５２〜６６のうちいずれか１項記載の少なくとも１つのトランスミッション装置を備える自転車。
【請求項６９】
請求項３１〜６６のうちいずれか１項記載のトランスミッション装置を組み立てる方法において、
前記第２モジュールを有する構成内に前記第１モジュールの円筒形ハウジングを軸線方向に滑り込ませることによって前記第１モジュールを前記第２モジュールに取り付けるステップと、
前記第１モジュールと前記第２モジュールとの間に機械的緊締を行うステップと、
を備える、方法。
【請求項７０】
請求項６９記載の方法において、前記第１モジュールの取り付けは、該第１モジュールのハウジングが前記第２モジュールから突出するボスを少なくとも部分的に収容するよう行われる、方法。
【請求項７１】
請求項６９又は７０記載の方法において、前記第１モジュールに設けられるクランクアクスルは、前記第２モジュールに貫通して設けられるクランクアクスル開孔によって収容される、方法。
【請求項７２】
請求項６９〜７１のうちいずれか１項記載の方法において、次に、底部ブラケットシェルを有する自転車内に前記トランスミッション装置を取り付け、この取り付けは、前記トランスミッション装置を前記底部ブラケットシェル内に挿入し、また前記トランスミッション装置を前記底部ブラケットシェル内に保持する１つ又はそれ以上の端部キャップを設けることによって行う、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は車両を対象とし、とくに、電動アシスト又は電気的動力源付きの自転車、この自転車に利用可能であるが他の用途にも適用可能であるトランスミッション装置、このような車両の制御システム、及び自転車のフレームを構成する方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
電動自転車は、人力ペダル及びクランクドライブと電動モータとの双方を使用するデュアル動力源付き車両の形態である。これら２つのドライブは、互いに独立して機能する、又は互いの原動力をともに増補するよう機能することができる。ユーザーは選択的に電動ドライブに関与させるよう選択することができる、又は測定したペダル速度、自転車速度、等々のような条件に基づいて電動ドライブを自動的に作動させることができる。
【０００３】
電動ドライブは、数か所に配置することができ、後輪のハブを駆動することができかつこのハブ内に配置することができ、ペダルクランクに動力付与することができ、又は自転車のチェーンを駆動する２つの極限部間における幾つかのポイントに配置することができる。代替案としては前輪を駆動するものであるが、このことにはそれ自体欠点をもたらす。
【０００４】
電源、通常は充電可能バッテリーを自転車に配置しなければならず、また通常は嵩張るバッテリーは後輪上方又はその周辺に配置される。
【０００５】
ハーモニックドライブ（登録商標）は、このようなトランスミッション装置に対して電動入力を供給し、また主駆動アクスル（心軸）の外側周りにこれらを配置する方法として提案されたものである。
【０００６】
しかし、現行の既知方法は、自転車フレーム内にそのポイントに装着するのが困難であり、乗る人が快適又は安定していると感ずるポイントを越えてＱ値（すなわち、ペダルホールにおけるペダルクランクの外側面間の距離）を増大しがちであるため、満足のいかないものである。
【０００７】
さらに、それらは、分解及び再組立ては複雑であり、ユーザーの局所的な自転車修理若しくはサービス作業員の能力を越えることがあり得るため、点検又は修理が困難であり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様によれば、少なくとも２つの回転入力、及び少なくとも１つの回転出力を備えるトランスミッション装置であって、前記回転入力のうちの１つの回転入力はハーモニックドライブであり、前記ハーモニックドライブはフレックス・スプラインを有し、前記フレックス・スプラインは前記前記回転入力のうち他の回転入力における駆動アクスルを包囲し、前記フレックス・スプラインは、ブラケットの周りに備え付けられ、かつ該ブラケットに回転可能に連結される第１一方向（ワンウェイ）クラッチ、及び前記ブラケット内に画定されるハウジング内に備え付けられる第２一方向クラッチに回転可能に連結され、また前記第２一方向クラッチは前記駆動アクスルに回転可能に連結される、トランスミッション装置を提供する。
【０００９】
前記フレックス・スプラインは、前記第１一方向クラッチの外側レースに固着することができる。
【００１０】
前記フレックス・スプラインは、その内部に軌跡座位を画定し、また前記軌跡座位内に前記第１一方向クラッチを配置することができる。
【００１１】
前記軌跡座位内に前記第２一方向クラッチを配置することができる。
【００１２】
前記軌跡座位内に前記ブラケットをほぼ配置することができる。
【００１３】
前記軌跡座位内に前記電動モータをほぼ配置することができる。
【００１４】
前記ブラケットは、円筒形一方向クラッチハウジング及び円筒形一方向クラッチマウントを有することができる。
【００１５】
前記ブラケットは、円筒形一方向クラッチハウジング及び円筒形一方向クラッチマウントを有し、また前記円筒形一方向クラッチマウント及び前記円筒形一方向クラッチハウジングはコラジアルである。
【００１６】
用語「コラジアル（co-radial）」とは、それら双方とも同軸状であり、それらが備え付けられている中心軸線から漸次に外方に配置されるものと理解されるであろう。
【００１７】
前記ブラケットは、円筒形一方向クラッチハウジング及び円筒形一方向クラッチマウントを有することができ、また前記円筒形一方向クラッチマウント及び前記円筒形一方向クラッチハウジングはフランジによって覆うことができる。
【００１８】
前記円筒形のマウント及び前記ハウジング側とは反対側に前記フランジから円筒形突起が突出することができる。
【００１９】
前記円筒形突起は前記円筒形マウントより小さい直径とすることができる。
【００２０】
前記円筒形突起は前記円筒形ハウジングより小さい直径とすることができる。
【００２１】
前記円筒形突起はギアマウントを有することができる。
【００２２】
トランスミッション装置はハイブリッド駆動車両に使用され得る構成とすることができ、その回転入力は、内燃機関動力、電気動力、人力、及びＫＥＲＳよりなるグループから選択される動力からのものとすることができる。
【００２３】
トランスミッション装置は、ハイブリッド駆動車両及びとくに電動自転車に使用され得る構成とすることができ、電動モータ回転入力及びペダルクランク構成からの人力回転入力を含むことができる。
【００２４】
前記トランスミッション装置は全体的に円筒形とすることができる。
【００２５】
前記トランスミッション装置は、ペダルクランクの幅を含まずに、１７０ｍｍの最大長さを有することができる。
【００２６】
前記トランスミッション装置は６０ｍｍ〜１７０ｍｍの間における長さを有することができる。
【００２７】
前記トランスミッション装置は１０８ｍｍ〜１２７ｍｍの間における長さを有することができる。
【００２８】
前記トランスミッション装置は約１２５ｍｍの長さを有することができる。
【００２９】
前記トランスミッション装置は１０８ｍｍの最大外径を有することができる。
【００３０】
前記トランスミッション装置は６８ｍｍ〜１０８ｍｍの間における外径を有することができる。
【００３１】
前記トランスミッション装置は８０ｍｍ〜１１０ｍｍの間における外径を有することができる。
【００３２】
前記トランスミッション装置は約９０ｍｍの外径を有することができる。
【００３３】
前記トランスミッション装置は、適当な標準フレームで形成した自転車の底部ブラケットシェル内に全体的に収納することができる。
【００３４】
このような底部ブラケットシェルは１４０〜１７２ｍｍの間における対応するQ値を有することができる。
【００３５】
前記底部ブラケットシェルは７０ｍｍ〜１１０ｍｍの間における外径を有することができる。
【００３６】
前記トランスミッション装置は、さらに、クランク速度センサを備えることができる。
【００３７】
前記クランク速度センサは回転速度を導き出す磁場を採用することができる。
【００３８】
前記クランク速度センサは回転方向を導き出す磁場を採用することができる。
【００３９】
前記クランク速度センサは、電動モータによって得られる回転入力を制御するモータコントローラに供給することができる。
【００４０】
本発明の第２態様によれば、第１態様による少なくとも１つのトランスミッション装置を有する自転車を提供する。
【００４１】
本発明の第３態様によれば、第１態様による少なくとも１つのトランスミッション装置を有する車両を提供する。
【００４２】
本発明の第４態様によれば、少なくとも２つの回転入力、及び少なくとも１つの回転出力を備えるトランスミッション装置であって、前記回転入力のうちの１つの回転入力はハーモニックドライブであり、前記ハーモニックドライブはフレックス・スプライン、及び電動モータを有し、前記トランスミッション装置は第１モジュール及び第２モジュールを備えるモジュール式構成を有し、前記第１モジュールは前記フレックス・スプラインを収容し、また前記第２モジュールは前記電動モータを収容し、前記２つのモジュールは選択的に着脱可能である、トランスミッション装置を提供する。
【００４３】
前記第１モジュールは第１モジュール外側ハウジングを有することができる。
【００４４】
前記第２モジュールは第２モジュール外側ハウジングを有することができる。
【００４５】
前記１モジュール外側ハウジングは円筒形の形状を有することができる。
【００４６】
前記２モジュール外側ハウジングは円筒形の形状を有することができる。
【００４７】
前記２モジュール外側ハウジングは、該２モジュール外側ハウジングから突出するボスを有することができる。
【００４８】
前記ボスは第１モジュール外側ハウジングの少なくとも一部分を収容し得るものとすることができる。
【００４９】
一方の前記モジュールは、前記２つのモジュールを機械的に取り付けることができるよう該モジュールから突出する１つ又はそれ以上のピン又はボルトを有することができる。
【００５０】
前記モジュールの他方は、前記ピン又はボルトに対応する収容開孔を有することができる。
【００５１】
２つのモジュールを固定するのにナット又は他の適当な機械的緊締具を使用することができる。
【００５２】
前記第１ワンウェイモジュールの前記ボス及び／又は前記外側ハウジングには、前記２つのモジュールを適正に整合させることができるソケット及び溝の形体を設けることができる。
【００５３】
前記第１モジュールは、付加的に駆動アクスルを収容することができる。
【００５４】
前記第１モジュールは１つ又はそれ以上の一方向クラッチを有することができる。
【００５５】
前記第１モジュールはハーモニックドライブのフレックス・スプラインを収容することができる。
【００５６】
前記第１モジュールは、ハーモニックドライブの円形スプライン、ウェーブ・ジェネレータ及びフレックス・スプラインを収容することができる。
【００５７】
前記第２モジュールは電動モータを収容することができる。
【００５８】
前記フレックス・スプラインは、ブラケットの周りに備え付けられ、かつ該ブラケットに回転可能に連結される第１一方向クラッチ、及び前記ブラケット内に画定されるハウジング内に備え付けられる第２一方向クラッチに回転可能に連結することができ、また前記第２一方向クラッチは前記駆動アクスルに回転可能に連結される。
【００５９】
前記フレックス・スプラインは前記第１一方向クラッチの外側レースに固着することができる。
【００６０】
前記フレックス・スプラインはその内部に軌跡座位を画定し、また前記軌跡座位内に前記第１一方向クラッチを配置することができる。
【００６１】
前記軌跡座位内に前記第２一方向クラッチを配置することができる。
【００６２】
前記軌跡座位内に前記ブラケットをほぼ配置することができる。
【００６３】
底部ブラケットシェルの非チェーンリング側をカバーするよう該底部ブラケットシェルに取り付ける端部キャップを設けることができる。
【００６４】
モジュール式構成によれば、トランスミッション装置の点検修理を可能にすることができる。
【００６５】
第１モジュールはトランスミッション装置から簡単に取り外すことができ、この取り外しは、機械的な緊締具を外し、またこの緊締具をボス／底部ブラケットシェルから取り外すことによって行うことができ、またこの逆のやり方で再取り付けを行うことができる。
【００６６】
本発明の第５態様によれば、第４態様による少なくとも１つのトランスミッション装置を有する自転車を提供する。
【００６７】
本発明の第６態様によれば、第４態様による少なくとも１つのトランスミッション装置を有する車両を提供する。
【００６８】
本発明の第７態様によれば、第１モジュール及び第２モジュールを備える電動自転車用のトランスミッション装置であって、前記第１モジュールは第１モジュール外側ハウジングを有し、前記第２モジュールは第２モジュール外側ハウジングを有し、前記１モジュール外側ハウジングは円筒形の形状を有し、前記２モジュール外側ハウジングも円筒形の形状を有し、前記２モジュール外側ハウジングは、該２モジュール外側ハウジングから突出するボスを有し、前記ボスは第１モジュール外側ハウジングの少なくとも一部分を収容し得るものである、トランスミッション装置を提供する。
【００６９】
前記モジュールのうち一方のモジュールは、前記２つのモジュールの機械的取り付けを可能にするよう該モジュールから突出する１つ又はそれ以上のピン又はボルトを有することができる。
【００７０】
前記モジュールのうち他方のモジュールは、前記ピン又はボルトのための対応する収容開孔を有することができる。
【００７１】
前記２つのモジュールを固定するのにナット又は他の適当な機械的緊締具を使用することができる。
【００７２】
前記第１ワンウェイモジュールの前記ボス及び／又は外側ハウジングには、前記２つのモジュールを適正に整合させることができるソケット及び溝の形体が設けることができる。
【００７３】
前記第１モジュールは駆動アクスルを収容することができる。
【００７４】
前記第２モジュールは駆動アクスル収容開孔を有することができる。
【００７５】
前記第１モジュールは１つ又はそれ以上の一方向（ワンウェイ）クラッチを収容することができる。
【００７６】
前記第１モジュールはハーモニックドライブのフレックス・スプラインを収容することができる。
【００７７】
前記第１モジュールはハーモニックドライブの円形スプライン、ウェーブ・ジェネレータ及びフレックス・スプラインを収容することができる。
【００７８】
前記第２モジュールは電動モータを収容することができる。
【００７９】
前記フレックス・スプラインは、ブラケットの周りに備え付けられ、かつ該ブラケットに回転可能に連結される第１一方向クラッチ、及び前記ブラケット内に画定されるハウジング内に備え付けられる第２一方向クラッチに回転可能に連結され、また前記第２一方向クラッチは前記駆動アクスルに回転可能に連結することができる。
【００８０】
前記フレックス・スプラインは前記第１一方向クラッチの外側レースに固着することができる。
【００８１】
前記フレックス・スプラインはその内部に軌跡座位を画定し、また前記軌跡座位内に前記第１一方向クラッチを配置することができる。
【００８２】
前記軌跡座位内に前記第２一方向クラッチを配置することができる。
【００８３】
前記軌跡座位内に前記ブラケットを配置することができる。
【００８４】
モジュール式構成により、トランスミッション装置の点検修理を可能にすることができる。
【００８５】
第１モジュールはトランスミッション装置から簡単に取り外すことができ、この取り外しは、機械的な緊締具を外し、またこの緊締具をボス／底部ブラケットシェルから取り外すことによって行うことができ、またこの逆のやり方で再取り付けを行うことができる。
【００８６】
本発明の第８態様によれば、第７態様による少なくとも１つのトランスミッション装置を備える自転車を提供する。
【００８７】
本発明の第９態様によれば、第７態様による少なくとも１つのトランスミッション装置を備える車両を提供する。
【００８８】
本発明の第１０態様によれば、第４又は第７の態様によるトランスミッション装置を組み立てる方法を提供し、この方法は、前記第２モジュールを有する構成内に前記第１モジュールの円筒形ハウジングを軸線方向に滑り込ませることによって前記第１モジュールを前記第２モジュールに取り付けるステップと、前記第１モジュールと前記第２モジュールとの間に機械的緊締を行うステップと、を備える。
【００８９】
前記第１モジュールの取付けは、該第１モジュールのハウジングが前記第２モジュールから突出するボスを少なくとも部分的に収容するよう行うことができる。
【００９０】
前記第１モジュールに設けられるクランクアクスルは、前記第２モジュールに貫通して設けられるクランクアクスル開孔によって収容することができる。
【００９１】
次に、底部ブラケットシェルを有する自転車内に前記トランスミッション装置を取り付け、この取り付けは、前記トランスミッション装置を前記底部ブラケットシェル内に挿入し、また前記トランスミッション装置を前記底部ブラケットシェル内に保持する１つ又はそれ以上の端部キャップを設けることによって行うことができる。
【００９２】
当然のことながら、これらステップを逆にすることによってさらに分解方法を提供することができる。
【００９３】
本発明の実施形態を単に例として次に示す図面につき以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】底部ブラケットシェル内に配置した本発明トランスミッション装置を有する電動自転車ＥＢの側面図を示す。
【図２】自転車フレームの底部ブラケットと並んで本発明によるトランスミッション装置の部分的に分解した斜視図を示す。
【図３】自転車フレームの底部ブラケットと並んで本発明によるトランスミッション装置の部分的に分解した断面図を示す。
【図４】ハーモニックドライブ及び電動モータを簡明にするため省略したトランスミッション装置の断面斜視図である。
【図５】トランスミッション装置のブラケット及びスパイダアセンブリの斜視図である。
【図６】トランスミッション装置のブラケット及びスパイダアセンブリの他の斜視図である。
【図７】トランスミッション装置のモータアセンブリにおける斜視図及び縦断面図である。
【図８】トランスミッション装置の変速機アセンブリにおける斜視図及び縦断面図である。
【図９】トランスミッション装置のモータ変速機アセンブリにおける斜視図及び縦断面図である。
【図１０】トランスミッション装置の斜視縦断面図である。
【図１１】本発明によるトランスミッション装置における第２実施形態の概略図である。
【図１２】本発明によるトランスミッション装置における第３実施形態の概略図である。
【図１３】本発明によるトランスミッション装置における第４実施形態の概略図である。
【図１４】本発明によるトランスミッション装置における第５実施形態の概略図である。
【図１５】本発明のモジュール式装置の部分的分解斜視図である。
【図１６】本発明によるトランスミッション装置における第６実施形態の部分的分解縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００９５】
表１：本明細書に付記した表１は図４の図面における部品リストを示す。
【００９６】
図１０は、本発明によるデュアル動力源付き駆動トレインであり、参照符号１００で示したトランスミッション装置を示す。トランスミッション装置１００は、デュアル入力ドライブを自転車チェーンに組み込むことができる電動自転車ＥＢに設ける。
【００９７】
図１０は、本発明によるデュアル動力付き駆動トレインであり、参照符号１００で示したトランスミッション装置を示す。トランスミッション装置１００は、デュアル入力ドライブを自転車のチェーンリング３５に組み込むことができる電動自転車ＥＢに設ける。
【００９８】
トランスミッション装置への２つの回転入力は、電動モータ動力及び人力である。電動モータ１０２は、この実施形態におけるギアボックス（変速機）１０３を介する前者であるが、当業者には本発明がこのような入力に限定するものではないことは理解できるであろう。ペダルクランク３、４は人力回転及びトルクのトランスミッション装置１００への伝動を可能にするが、当業者は、回転入力に関連する他の形態及び入力源も可能であり、また本発明の範囲内であることは理解するであろう。
【００９９】
トランスミッション装置１００は大部分が電動自転車ＥＢの底部ブラケットシェル１内に収納される。
【０１００】
主アクスル２は、底部ブラケットシェル１内に位置決めされ、またほぼトランスミッション装置１００の領域内にある。ペダルクランク３、４は、底部ブラケットシェル１の区域外に位置する末端部分における主駆動アクスル２の各端部に（アクスルボルト５を使用して）取り付ける。
【０１０１】
ボルト３３を使用して組み合わせられ、以下に二次アクスル又はブラケット１０１及びチェーンリング３５と称されるスチール製のレース２５及びアルミニウム製のスパイダ３２は、図１０のレイアウトでトランスミッション装置１００の右側に位置するペダルクランク４に隣接して備え付ける。二次アクスル１０１は二次アクスル及びスパイダとして機能する。これは、装置の回転入力が二次アクスル１０１／チェーンリング３５に伝達され、これによりチェーン１０９を駆動するので、装置１００の「駆動側」である。
【０１０２】
電動モータ１０２は、底部ブラケットシェル１内に位置付けられ、またモータ巻線１３、モータローター磁石セット１４、及びモータローター１５を有し、電動モータの非駆動側は、軸受１１を介して端部キャップ９に位置するモータマウント１２に連結し、駆動側はハーモニック・ウェーブ・ジェネレータ１６に連結する。
【０１０３】
モータ１０２は、乗り手がペダリングしているときの付加的支援を行うのに使用される。モータ１０２は、約３０００〜６０００ｒｐｍで回転する３相ＤＣモータとするのが好ましい。
【０１０４】
ハーモニックドライブは、内側のウェーブ・ジェネレータ１６、ハーモニック・フレックス・スプライン１７、及び外側のハーモニック・円形スプライン１８による３つの主コンポーネントアセンブリからなる。ハーモニック・フレックス・スプライン１７及び外側のハーモニック・円形スプライン１８はギア歯を有し、１つの外側歯がハーモニック・円形スプライン１８はギア減速をもたらし、ハーモニック・フレックス・スプライン１７が各回転で１つ又はそれ以上の歯をやり過ごすのを可能にする。
【０１０５】
動作全体にわたり、ハーモニック・円形スプライン１８は、静止状態に留まり、モータ１０２と駆動側の端部キャップ３１との間に挟まれており、かつ非駆動側の軸受リテーナ１９に貫通するトランスミッション中心リング１０を介して直接モータ１０２に連結される。
【０１０６】
ウェーブ・ジェネレータ１６の入力部は、モータ１０２によって直接駆動され、またモータ１０２と同一速度で回転する。ハーモニック・フレックス・スプライン１７は、モータ入力回転速度を効率的に約５０〜６６の係数で約８０〜９０ｒｐｍに減速するのに使用される。速度トルク入力を所望出力に適合させる他のモータ／ハーモニックの組合せも可能である。
【０１０７】
歯数の比は次式のように減速比を計算する上で重要である。すなわち、
【０１０８】
【数１】
2021501854.tif 000003
【０１０９】
このハーモニック・フレックス・スプライン１７は、スプラグクラッチの硬化鋼であるスチール製の外側レース２１をボルト２２で固定して収容し、この外側レース２１はモータスプラグクラッチ２３である第１一方向クラッチ２３を収容し、この一方向クラッチ２３は二次アクスル又はブラケット１０１を駆動する。モータ１０２及びハーモニックドライブ変速機１０３は、インラインで、すなわち同軸状に備え付けられる。外側サークリップ２４を二次アクスルのスチール部分２５の外側に配置し、ハーモニック・フレックス・スプラインが非駆動側に向ってモータ巻線１３内に滑り込むのを防止する。
【０１１０】
図から分かるように、フレックス・スプライン１７はその内部にフレックス・スプライン軌跡座位１７ａを画定し、また一方向クラッチ２３をこの軌跡座位１７ａ内に配置する。
【０１１１】
さらに、二次アクスル又はブラケット１０１は、ほぼこの軌跡座位１７ａ内に配置する。
【０１１２】
端部キャップ９は、非駆動側に配置され、またモータ１０１、トランスミッション中心リング１０、ハーモニック円形スプライン１８、軸受リテーナ１９及び駆動側の端部キャップ３１とともに、トランスミッションボルト２０にインラインにして固定し、トランスミッションアセンブリ１００を形成する。
【０１１３】
回転軸受１１は、モータマウント１２を非駆動側に備え付け、また二次アクスル１０１を駆動側に備え付けるのに使用され、非駆動側端部キャップ９及び駆動側端部キャップ３１内に拘束する。
【０１１４】
トランスミッション装置１００が非アシストモードで使用するとき、すなわち、人力入力のみを使用して自転車ＥＢを推進する場合、クランク３、４が標準アクスル２（ここでは直径１９ｍｍとして描かれている）を駆動し、この標準アクスル２が、標準チェーンリング３５（一般的には４ボルト１０８ＢＣＤ又は５ボルト１１０若しくは１３０ＢＣＤ）を駆動する二次アクスル１０１を、１又は２つの簡単なスプラグを介して駆動する。
【０１１５】
この実施形態は、２つの市販の内側スプラグクラッチ２８（肉厚）及び２９（肉薄）を使用し、両側をスペーサ２７（肉薄）及び３０（肉厚）により内側サークリップ２６で所定位置に保持し、１９ｍｍ直径の主アクスル２に必要とされる増大したトルクを取り扱う。２つのスプラグクラッチ２８、２９をこの実施形態で採用するが、１つでも十分であり得る。
【０１１６】
図から、とくに図４及び１０から分かるように、スプラグクラッチ２８、２９もハーモニック・フレックス・スプライン１７の軌跡座位１７ａ内に配置する。２つのスプラグクラッチ２８、２９は駆動アクスル２及びブラケット又は二次アクスル１０１に回転可能に連結し、これによりクランク３、４の前方ペダリングが回転運動／トルクを駆動アクスル２から二次アクスル１０１に伝達させる。一方向スプラグクラッチ２８、２９を採用しているため、クランク３、４の後方ペダリングはこの連結を離脱させ、後方運動又は対向トルクがブラケット／二次アクスル１０１に伝達されるのを防止する。
【０１１７】
図から、とくに図１０から分かるように、一方向スプラグクラッチ２３、２８及び２９は主アクスル２から半径方向外方に配置され、二次アクスル／ブラケット１０１は主アクスル２サイドの内側クラッチ２８、２９とフレックス・スプライン１７サイドの外側クラッチ２３との間に挟持する。このことにより、トランスミッション装置１００のアクスル２に沿って測定される幅を減少し、したがって、自転車ＥＢの底部ブラケットシェル１内でのより良い嵌合を可能にする。
【０１１８】
アクスル及びクランクは、代表的にはＩＳＩＳ、正方形テーパー、８スプライン又は同様のセットアップである標準構成のうち任意なものによって結合する。
【０１１９】
電動モータ１０２由来の回転入力は、所定速度に達したときのみ、又はユーザーが回転入力の形態として人力トルクを加えており、またしたがって前方に移動することを望んでいることを単に感知するときのみ係合することは重要であり、またさらに、電動モータ１０２由来の回転入力は、第２所定速度に達した後に離脱し、これにより電動自転車がこのような車両にとって違法又は不適切な速度にならないようにすることは望ましいものであり得る。
【０１２０】
速度感知は以下のようにして行われる、すなわち、ペダルクランク３、４が右側及び左側にあり、一般的にアルミニウム材料、したがって磁場に対して非透過性を示す鉄を含まない材料で構成する。
【０１２１】
速度センサ磁石６は、アルミニウム製の速度センサ磁石リテーナ７によりクランク４に固定する。この実施形態においてトランスミッション装置はクランク４における磁石／リテーナのみを有するが、他の実施形態において非駆動側に、又は双方の側に配置することができる。
【０１２２】
速度センサ（図示せず）は、速度センサ磁石６とは反対側の端部キャップに備え付け、また時計フェースにおけるような位置１１及び１に配置して２５ｍｍを超えない距離で駆動側端部キャップ３１内に配置され、速度センサ磁石６を形成するレアアース磁石から生ずる磁場を検出できるよう、セットアップ内に全体として静止状態にし、この検出は、双方とも中心アクスルの軸線から同一直径上に備え付けるから可能である。この実施形態において、このような速度センサを３個設ける。
【０１２３】
速度センサの個数を３つより多くするにより得られる運動の精度を増大させることは理解できるであろう。さらに、速度センサ磁石６及び速度センサをチェーンリング側とは反対側のクランク側に配置することは有益であり得る。
【０１２４】
二次アクスル１０１のアルミニウム部分は検出磁場内で回転するが、速度センサ３４の磁場又は検出能力に干渉しない。
【０１２５】
クランク３、４が回転するにつれて速度センサ磁石６も回転し、また静止速度センサに向って回転するとき、磁場の強度は、速度センサ磁石６が速度センサ３４の前面に直接位置するときピークまで増大する。速度センサ磁石６が速度センサ３４を越えて遠ざかるよう回転を続けるとき、磁場の強度は低下する。
【０１２６】
速度センサ３４は、自転車におけるメインの電子モータ制御回路板（図示せず）に直接接続し、またモータ制御回路板に対するオン／オフ信号の連続的データフィードは、クランク３、４がユーザー及び回転速度によって回転させられているか否かを回路板のコンピュータが知得できるアルゴリズムに供給する。
【０１２７】
クランク３、４が回転している、及び／又は十分な速度で回転していることを検出するとき、モータ４０が作動して乗り手に対するモータアシストを提供するが、これはハーモニックドライブコンポーネント１６及び１８、モータスプラグクラッチ２３を介して二次アクスル１０１のスチール部分２５に、二次アクスル１０１のアルミニウム部分を介してチェーンリングに提供することができる。
【０１２８】
クランク３、４が回転を停止したこと、及び／又は不十分な速度で回転していることを検出とき、モータ１０２は不作動状態にされ、変速機１０３、外側スプラグクラッチを介して二次アクスル１０１のスチール部分への乗り手のモータアシストを停止することができる。
【０１２９】
第２実施形態のトランスミッション装置２１００を図１１に示す。同一又は類似の機能を行う整数は「２」又は「２０」を前置させた類似符号付けスキームを採用し、したがって、フレックス・スプラインは２１７となり、ブラケット／二次アクスルは２１０１となる。類似機能コンポーネントは、第１実施形態に関連する上述の説明から察することができるため、これ以上は説明しない。
【０１３０】
第２実施形態のトランスミッション装置２１００は、同様にクランク２０３、２０４で動作する主クランク駆動アクスル２０２と、フレックス・スプライン２１７を有するハーモニックドライブユニットとを備え、フレックス・スプライン２１７は軌跡座位２１７ａを画定する。
【０１３１】
ブラケット／二次アクスル２１０１は、ほぼフレックス・スプライン２１７の軌跡座位２１７ａ内に配置される。
【０１３２】
フレックス・スプライン連結部２１７ｂはフレックス・スプライン２１７に対して回転可能に連結する。第１一方向クラッチ２２３は、フレックス・スプライン連結部２１７ｂに回転可能に連結し、またブラケット２１０１の外側表面によって画定される円筒形マウント２１０１ａの周りに備え付けることによってブラケット又は二次アクスル２１０１に回転可能に結合する。
【０１３３】
単一の内側一方向スプラグクラッチ２２８は、ブラケット２１０１内に画定される円筒形ハウジング２１０１ｂに回転可能に連結し、この内側一方向スプラグクラッチ２２８は、主クランクアクスル２０２に回転可能に連結する。
【０１３４】
ブラケット２１０１は、ほぼ中間ポイントにフランジ２１０１ｃを有し、このフランジ２１０１ｃはハウジング２１０１ｂを覆う。円筒形突出部２１０１ｃはブラケット２１０１から延在し、底部ブラケットシェル２０１から突出する末端部において円筒形突出部２１０１ｃ上にスパイダ／チェーンリングを備え付ける。２個の簡単な軸受２０８、２１１は、クランクアクスル２０２の周り及び底部ブラケットシェルの側方オリフィス内に位置する円筒形突出部２１０１ｃの周り及びその内部に設ける。２個の対応する軸封２５０、２５１を簡単な軸受２０８、２１１に隣接して設け、外部異物が底部ブラケットシェル内に侵入するのを少なくする。
【０１３５】
この実施形態において、円筒形突出部２１０１ｃの直径は円筒形マウント２１０１ａの直径よりも小さくする。さらにまた、円筒形ハウジング２１０１ｂの直径よりも小さくする。
【０１３６】
一方向スプラグクラッチ２２３、２２８の双方はフレックス・スプライン２１７の軌跡座位２１７ａ内に配置される。さらに、ブラケット１０２も主にこの軌跡座位２１７ａ内に配置されるが、円筒形突出部２１０１ｃは配置されない。
【０１３７】
なお、一方向スプラグクラッチ２２３、２２８はクランクアクスル２０２に対して同軸状にかつ半径方向外方に配置される。
【０１３８】
第３実施形態のトランスミッション装置３１００を図１２に示す。同一又は類似の機能を行う整数は「３」又は「３０」を前置させた類似符号付けスキームを採用し、したがって、フレックス・スプラインは３１７となり、ブラケット／二次アクスルは３１０１となる。類似機能コンポーネントは、第１及び／又は第２の実施形態に関連する上述の説明から察することができるため、これ以上は説明しない。
【０１３９】
第３実施形態は、幾つかの重要な相違があるものの、ほとんど第２実施形態に類似する。
【０１４０】
第１に、内側一方向スプラグクラッチ３２８が円筒形突出部３１０１ｃ内に配置され、円筒形ハウジング２１０１ｂ内の対応する簡単な軸受３０８と置換されている。
【０１４１】
第１一方向クラッチ３２３は、依然として円筒形マウント３１０１ａの周りにかつフレックス・スプライン軌跡座位３１７ａ内に備え付けられる。
【０１４２】
第４実施形態のトランスミッション装置４１００を図１３に示す。同一又は類似の機能を行う整数は「４」又は「４０」を前置させた類似符号付けスキームを採用し、したがって、フレックス・スプラインは４１７となり、ブラケット／二次アクスルは４１０１となる。類似機能コンポーネントは、第１、第２及び／又は第３の実施形態に関連する上述の説明から察することができるため、これ以上は説明しない。
【０１４３】
第４実施形態は、主に、電動モータアセンブリ４１０１のコンポーネントを、フレックス・スプライン４１７が画定する軌跡座位４１７ａ内に収容する点で異なる。連結部４１７ｂはフレックス・スプライン４１７に取り付け、これは次に第１一方向スプラグクラッチ４２３に取り付け、これは次にブラケット／二次アクスル４１０１に取り付け、これは次に第２／内側一方向スプラグクラッチ４２８に取り付け、これは次に主ペダルクランクアクスル４０２に取り付ける。
【０１４４】
一方向軸受アセンブリはフレックス・スプライン４１７の軌跡座位４１７ａの外側に配置されるが、この軌跡座位内へのモータコンポーネントの収容は同様の軸方向空間の節約効果を生ずることを理解されるであろう。
【０１４５】
第５実施形態のトランスミッション装置５１００を図１４に示す。同一又は類似の機能を行う整数は「５」又は「５０」を前置させた類似符号付けスキームを採用し、したがって、フレックス・スプラインは５１７となり、ブラケット／二次アクスルは５１０１となる。類似機能コンポーネントは、第１、第２、第３及び／又は第４の実施形態に関連する上述の説明から察することができるため、これ以上は説明しない。
【０１４６】
第５実施形態の装置５１００において、装置の主なコンポーネントのすべてをフレックス・スプライン５１７が画定する軌跡座位５１７ａ内に収容する。この装置は、モータ自体を第４実施形態と同様のものとするが、軸受アセンブリを第１実施形態と同様のものとする。
【０１４７】
ウェーブ・ジェネレータのいずれか一方の側方に設けるスリップリング及びブラシ構成を使用して、第４及び第５の実施形態におけるモータに給電することができることを理解できる。
【０１４８】
上述した種々の実施形態のトランスミッション装置は、従来技術の装置に対して以下の幾つかの利点をもたらすことができる（第１実施形態からの符号付けを使用したが、これら利点は他の説明した実施形態にも当てはめることができる）。すなわち、
・トランスミッション装置１００は２９０Ｗ及び１９０Ｗ定格のモータのように多数のモータサイズに適用できる。
・コンパクトサイズのトランスミッション装置１００は、第１実施形態における約８０ｍｍ〜１１０ｍｍの外径、とくに、約９０ｍｍ及び１０８ｍｍ〜１２７ｍｍの長さ、とくに約１２５ｍｍの長さである底部ブラケットシェル１の制約内に全体を配置できる。
・トランスミッション装置１００は、自転車ＥＢの外部で組み立てられる完全に十分検査されたユニットであり、また旧式自転車を使用して、必要とされるサイズの交換用底部ブラケットを既存フレームに溶接して電動自転車に転換することさえもできる。
・トランスミッション装置１００は、駆動側からフレーム及び底部ブラケットシェル１内に組み付け、トランスミッションの中心リング１０からフレームのダウンチューブ内まで突き出てＭＣＢにさらに接続するようモータ／速度センサ用ハーネスに給電する。コンセントのポイントでケーブルを封止するグロメットを設けることができる。
・ＭＣＢは、着脱可能バッテリーに一体化するか、又はバッテリーとは個別に配置するかのいずれかとする。
・フレームの突起をフレームＢＢに使用して、所望のトランスミッション配置でアシストするとともに、フレーム底部ブラケットにおけるトランスミッション装置の回転を防止するのに役立てることができる。このことは、この実施形態では示さない。
・トランスミッション装置は、外側端部キャップ３８を内側端部キャップ９（非駆動側）に固定する３〜６個のボルトによって、組み合わせたユニットを封止する２つの「Ｏ」リング３９で外側端部キャップ３８（非駆動側）と端部キャップ３１（駆動側）との間に底部ブラケット１を捕捉することによって、所定位置に固定することができる。
・代案として、外側端部キャップ３８及び内側端部キャップ９にねじ山を設け、特別な回転工具によって固定し、またフレーム底部ブラケットを捕捉するLOCTITE（登録商標）接着剤に類似するねじ山接着剤とともに、緊密にねじ込むことによって固定することができる。
【０１４９】
この構成は、修理の必要性を生じた場合にトランスミッション装置全体を迅速に取外し及び交換することができ、サイクルショップ内のベンチ上で、又は基地に戻すタイプの作業でオリジナルのトランスミッションを修理することができる。
【０１５０】
図１５は種々の実施形態におけるモジュール式構成を示し、第１又は「変速機」モジュール１０３及び第２又は「モータ」モジュール１０２を示す。
【０１５１】
図から分かるように、第１又は変速機モジュール１０３は主クランクアクスル２を収容し、また変速機モジュールハウジング１１０内にフレックス・スプライン１７、第１一方向クラッチ２１３、ブラケット又は第２アクスル２１０１及び上述した種々の他のコンポーネントを設ける。第１モジュール１０３及びハウジング１１０はほぼ円筒形であることが分かる。
【０１５２】
第２又はモータモジュール１０２は電動モータを収容する。モータモジュール１０２はほぼ円筒形形状の外側ハウジング１１１を有する。ボス１１２は外側ハウジング１１１の第１端部１１３から延在する。クランクアクスル開孔１１４をモータモジュール１０２の中心に貫通させて設ける。
【０１５３】
電動モータのトロイダル出力軸１１６は、ボス１１２内でクランクアクスル開孔１１４周りに配置される。ソケット突起１１８は、出力軸１１６の最外側表面に形成され、第１モジュール１０３内に位置するハーモニックドライブコンポーネントと係合できるようにする。
【０１５４】
組み立てのため、第１モジュール１０３のクランクアクスル２は第２モジュール１０２のクランクアクスル開孔１１４内に挿通し、ボルト２０を対応するボルト開孔（図示せず）に挿通する。これらは機械的緊締具、すなわちナット（図示せず）によって固定する。
【０１５５】
円筒形ハウジング１１０はボス１１２内に収容される。
【０１５６】
ボス１１２の内側表面１１２ａは、第１モジュール１０２の案内突起１２０と連携動作する３つの整列溝１１２ｂを有し、２つのモジュール１０２、１０３の適正な相対向きを確実にする。
【０１５７】
内部リブ１２２をボス１１２内で第２モジュール１０２の側壁１１２ａ及び内側表面１０２ａに隣接して設ける。整列位置収容窪み１２２ａをリブ１２２の周りに設け、突起１２０収容する。
【０１５８】
トランスミッション装置１００を形成するよう２つのモジュール１０２、１０３を互いに固定した後、自転車ＥＢの底部ブラケットシェル１内に挿通することができる。端部キャップ３８は、第１端部１１３から末端方向に位置する第２端部１２４でモータモジュール１０２上に位置決めする。端部キャップ３８は底部ブラケットシェル１内の所定位置にトランスミッション装置１００を固定する。
【０１５９】
分解は上述のステップを単に逆に行うことは理解できるであろう。トランスミッション装置１００をシステムに対して取外し及び再挿入を行うことができる容易性は、保守及び修理に利点をもたらし、これはすなわち、どちらか一方の故障モジュール１０２、１０３又はトランスミッション装置１００全体を容易に交換できるからである。
【０１６０】
このモジュール式構成原理は、上述した実施形態すべてに適用することができ、またハーモニックドライブをベースとする他のトランスミッション装置にも適用することができる。
【０１６１】
本発明によるトランスミッション装置は、５分以内で取外し及び新たに交換を行い、これにより乗り手は道路に戻ることができる一方、故障したトランスミッション装置を検査及び修理することが予想される。交換ユニットの在庫がある修理ショップはこのサービスを提供できる。
【０１６２】
第６実施形態のトランスミッション装置６１００を図１６に示す。同一又は類似の機能を行う整数は「６」又は「６０」を前置させた類似符号付けスキームを採用し、したがって、フレックス・スプラインは６１７となり、ブラケット／二次アクスルは６１０１となる。類似機能コンポーネントは、上述した実施形態に関連する上述の説明から察することができるため、これ以上は説明しない。
【０１６３】
第６実施形態６１００は、一方向クラッチ６２３、６２８がブラケット／第２アクスル６１０１周りのフレックス・スプライン６１７の軌跡座位６１７ａ内でコラジアルに配列する点で大部分が第２実施形態２１００に類似する。
【０１６４】
主な相違点はカラー６０２ａを付加した点であり、このカラー６０２ａは、主駆動アクスルの製造の一部分として機械加工するか、又は接着剤固定、熱収縮、キー連結、又は何らかの他の適当な固定方法で取り付けることができる別個のカラー部片とすることができる。
【０１６５】
カラー６０２ａは、主アクスル６０２に備え付けた一方向クラッチ６２８の内側レース直径を増大させるのに採用される。このことは、トルクの取扱いを改善できるより大きい軸受を採用することを可能にする。このようなカラー６０２ａは、アクスル６０２を底部ブラケットシェル６０１内に配置し、またクランク６０４とカラー６０２ａとの間にフレックス・スプライン６１７及び他の部品の捕捉を支援する肩部を提供することもできる。
【０１６６】
本発明は上述した実施形態に限定するものではなく、構成又は細部を変更することができる。
【０１６７】
例えば、スプラグクラッチであるとして説明したが、当業者は、これに代えて他の一方向クラッチ／軸受を採用できることを理解するであろう。
【０１６８】
さらに、採用する速度センサは、磁気直交センサ及び／又はＬＥＤ回転エンコーダを含む又はから成るものとすることができる。
【０１６９】
他のセンサはトランスミッション及び／又は車両／自転車に設け、以下のような量、すなわち、
・どのギアが自転車で投入されているか、
・自転車の仰角、
・自転車及び乗り手の重量、及び
・空気抵抗
といった量を測定するため、トランスミッション及び／又は車両／自転車に設けることができる。
【０１７０】
隣接構造として上述したが、ブラケット／二次アクスルは２つ以上のコンポーネントに分割することができ、これらコンポーネントをねじ山付き部分又はロックリング又は他の適当な緊締方法によって結合することができる。このことは、トランスミッション装置の製造又は保守修理を支援することができる。
【０１７１】
上述した実施形態それぞれの特徴を組み合わせて本発明の範囲内にある他の実施形態にできることは当業者には明らかであろう。
【０１７２】
【表１−１】
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【表１−２】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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