(57)【要約】【課題】遊星歯車機構のうちの第１のモータに接続される部分に要望されない動作が生じにくい自転車用ドライブユニットを提供する。【解決手段】ドライブユニット１０は、クランク軸１２の回転が入力される入力体２２、回転を外部に出力する出力体２４、および、入力体２２と出力体２４との回転比を制御可能な伝達体２６を含む遊星歯車機構２０と、伝達体２６に回転を伝達可能な第１のモータ３０と、第１のモータ３０と伝達体２６との間の回転の伝達経路上に設けられるウォームギア３６とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸の回転が入力される入力体、回転を外部に出力する出力体、および、前記入力体と前記出力体との回転比を制御可能な伝達体を含む遊星歯車機構と、
前記伝達体に回転を伝達可能な第１のモータと、
前記第１のモータと前記伝達体との間の回転の伝達経路上に設けられるウォームギアとを含む、自転車用ドライブユニット。
【請求項２】
前記伝達体は、第１のギアを含み、
前記ウォームギアは、前記第１のモータの出力軸に設けられ、前記第１のギアと噛み合う、請求項１に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項３】
前記入力体は、リングギアを含み、
前記出力体は、前記リングギアと噛み合うプラネタリギア、および、前記プラネタリギアと連結されるキャリアを含み、
前記伝達体は、前記プラネタリギアと噛み合うサンギアを含む、請求項１または２に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項４】
前記入力体は、プラネタリギア、および、前記プラネタリギアと連結されるキャリアを含み、
前記出力体は、前記プラネタリギアと噛み合うリングギアを含み、
前記伝達体は、前記プラネタリギアと噛み合うサンギアを含む、請求項１または２に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項５】
前記伝達体は、前記第１のギアおよび前記サンギアを含む単一の物体である、請求項２を引用する請求項３または４に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項６】
前記クランク軸に与えられる人力駆動力をアシストする第２のモータをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項７】
前記入力体は、第２のギアを含み、
前記第２のモータの出力軸に設けられ、前記第２のギアと噛み合うスパーギアをさらに含む、請求項６に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項８】
前記入力体は、前記第２のギアおよび前記リングギアを含む単一の物体である、請求項３を引用する請求項７に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項９】
前記入力体は、前記第２のギアおよび前記キャリアを含む単一の物体を含む、請求項４を引用する請求項７に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項１０】
前記出力体は、第３のギアを含み、
前記第２のモータの出力軸に設けられ、前記第３のギアと噛み合うスパーギアをさらに含む、請求項６に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項１１】
前記出力体は、前記第３のギアおよび前記キャリアを含む単一の物体を含む、請求項３を引用する請求項１０に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項１２】
前記出力体は、前記第３のギアおよび前記リングギアを含む単一の物体である、請求項４を引用する請求項１０に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項１３】
前記第１のモータの出力軸の軸線に沿う方向と、前記第２のモータの出力軸の軸線に沿う方向とが互いに異なる、請求項６〜１２のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項１４】
前記第１のモータの出力軸の軸線に沿う方向と、前記第２のモータの出力軸の軸線に沿う方向とが投影面上で直交する、請求項１３に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項１５】
前記第１のモータの出力軸の軸線に沿う方向と、前記クランク軸の軸線に沿う方向とが投影面上で直交する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項１６】
前記伝達体は、前記クランク軸と同軸に配置される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項１７】
前記ウォームギアは、前記クランク軸の軸線に沿う方向において、前記入力体および前記出力体の少なくとも一方と異なる位置に配置される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項１８】
前記ウォームギアの摩擦角は、前記ウォームギアの進み角以上である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項１９】
前記第１のモータは、インナーロータ型のモータである、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項２０】
前記出力体と連結され、フロントスプロケットを取り付け可能な出力部をさらに含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
【請求項２１】
前記クランク軸をさらに含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用ドライブユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の自転車用ドライブユニットは、第１のモータ、第２のモータ、各モータの出力軸にそれぞれ設けられるスパーギア、および、各モータに接続される遊星歯車機構を備える。このドライブユニットでは、第１のモータへの電力の供給が停止している場合、変速比が維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１３−１６０４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の自転車用ドライブユニットにおいて第１のモータへの電力の供給が停止している場合にクランク軸に人力駆動力が入力されたとき、その反力によって、遊星歯車機構のうちの第１のモータに接続される部分が要望されない動作を生じるおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、遊星歯車機構のうちの第１のモータに接続される部分に要望されない動作が生じにくい自転車用ドライブユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔１〕本発明に従う自転車用ドライブユニットの一形態は、クランク軸の回転が入力される入力体、回転を外部に出力する出力体、および、前記入力体と前記出力体との回転比を制御可能な伝達体を含む遊星歯車機構と、前記伝達体に回転を伝達可能な第１のモータと、前記第１のモータと前記伝達体との間の回転の伝達経路上に設けられるウォームギアとを含む。
【０００７】
〔２〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記伝達体は、第１のギアを含み、前記ウォームギアは、前記第１のモータの出力軸に設けられ、前記第１のギアと噛み合う。
【０００８】
〔３〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記入力体は、リングギアを含み、前記出力体は、前記リングギアと噛み合うプラネタリギア、および、前記プラネタリギアと連結されるキャリアを含み、前記伝達体は、前記プラネタリギアと噛み合うサンギアを含む。
【０００９】
〔４〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記入力体は、プラネタリギア、および、前記プラネタリギアと連結されるキャリアを含み、前記出力体は、前記プラネタリギアと噛み合うリングギアを含み、前記伝達体は、前記プラネタリギアと噛み合うサンギアを含む。
【００１０】
〔５〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記伝達体は、前記第１のギアおよび前記サンギアを含む単一の物体である。
〔６〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記クランク軸に与えられる人力駆動力をアシストする第２のモータをさらに含む。
【００１１】
〔７〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記入力体は、第２のギアを含み、前記第２のモータの出力軸に設けられ、前記第２のギアと噛み合うスパーギアをさらに含む。
【００１２】
〔８〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記入力体は、前記第２のギアおよび前記リングギアを含む単一の物体である。
〔９〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記入力体は、前記第２のギアおよび前記キャリアを含む単一の物体を含む。
【００１３】
〔１０〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記出力体は、第３のギアを含み、前記第２のモータの出力軸に設けられ、前記第３のギアと噛み合うスパーギアをさらに含む。
【００１４】
〔１１〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記出力体は、前記第３のギアおよび前記キャリアを含む単一の物体を含む。
〔１２〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記出力体は、前記第３のギアおよび前記リングギアを含む単一の物体である。
【００１５】
〔１３〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記第１のモータの出力軸の軸線に沿う方向と、前記第２のモータの出力軸の軸線に沿う方向とが互いに異なる。
〔１４〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記第１のモータの出力軸の軸線に沿う方向と、前記第２のモータの出力軸の軸線に沿う方向とが投影面上で直交する。
【００１６】
〔１５〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記第１のモータの出力軸の軸線に沿う方向と、前記クランク軸の軸線に沿う方向とが投影面上で直交する。
〔１６〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記伝達体は、前記クランク軸と同軸に配置される。
【００１７】
〔１７〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記ウォームギアは、前記クランク軸の軸線に沿う方向において、前記入力体および前記出力体の少なくとも一方と異なる位置に配置される。
【００１８】
〔１８〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記ウォームギアの摩擦角は、前記ウォームギアの進み角以上である。
〔１９〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記第１のモータは、インナーロータ型のモータである。
【００１９】
〔２０〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記出力体と連結され、フロントスプロケットを取り付け可能な出力部をさらに含む。
〔２１〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記クランク軸をさらに含む。
【発明の効果】
【００２０】
上記自転車用ドライブユニットによれば、遊星歯車機構のうちの第１のモータに接続される部分に要望されない動作が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態の自転車用ドライブユニットの断面図。
【図２】図１の遊星歯車機構の各構成要素の回転方向を示す模式図。
【図３】図１の自転車用ドライブユニットの一部の斜視図。
【図４】第２の実施形態の自転車用ドライブユニットの半断面図。
【図５】図４の遊星歯車機構の各構成要素の回転方向を示す模式図。
【図６】図４の自転車用ドライブユニットの一部の斜視図。
【図７】第１の変形例の自転車用ドライブユニットの模式図。
【図８】第２の変形例の自転車用ドライブユニットの模式図。
【図９】第３の変形例の自転車用ドライブユニットの模式図。
【図１０】第４の変形例の自転車用ドライブユニットの模式図。
【図１１】第５の変形例の自転車用ドライブユニットの模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
図１に示される自転車用ドライブユニット（以下、「ドライブユニット１０」）は、自転車のフレーム（図示略）に設けられる。ドライブユニット１０は、自転車のフレームに設けられるバッテリ（図示略）から供給される電力によって駆動する。ドライブユニット１０は、人力駆動力にアシスト力を合成することによって自転車の走行をアシストする機能と、自転車の変速比を変更する機能とを含む。
【００２３】
ドライブユニット１０は、遊星歯車機構２０、第１のモータ３０、および、ウォームギア３６を含む。ドライブユニット１０は、好ましくは、クランク軸１２、第２のモータ４０、出力部１４、制御部１６、および、ハウジング１８をさらに含む。
【００２４】
ハウジング１８には、クランク軸１２、出力部１４、制御部１６、遊星歯車機構２０、第１のモータ３０、ウォームギア３６、および、第２のモータ４０が設けられる。クランク軸１２の両端部は、ハウジング１８から突出する。ハウジング１８は、クランク軸５２を回転可能に支持する。自転車のフロントスプロケットＳＦは、ハウジング１８の側方に配置され、出力部１４に連結される。出力部１４は、クランク軸１２の回転をフロントスプロケットＳＦに伝達する。
【００２５】
遊星歯車機構２０は、クランク軸１２の回転を変速して外部に出力することができる。遊星歯車機構２０は、入力体２２、出力体２４、および、伝達体２６を含む。入力体２２は、クランク軸１２の回転が入力される。出力体２４は、入力体２２に伝達された回転を外部に出力する。伝達体２６は、入力体２２と出力体２４との回転比を制御可能である。入力体２２および伝達体２６は、クランク軸１２と同軸に配置される。入力体２２は、伝達体２６と同軸に配置される。出力体２４は、出力部１４と連結される。
【００２６】
伝達体２６は、サンギア２６Ａおよび第１のギア２６Ｂを含む。好ましくは、伝達体２６は、サンギア２６Ａおよび第１のギア２６Ｂを含む単一の物体である。サンギア２６Ａおよび第１のギア２６Ｂは、円筒形状に形成されている。サンギア２６Ａが配置される位置は、クランク軸１２の軸線ＪＣに沿う方向（以下、「クランク軸方向」）において、第１のギア２６Ｂに関してフロントスプロケットＳＦ側とは反対側の位置である。第１のギア２６Ｂは、ウォームギア３６と噛み合うウォームホイールである。第１のギア２６Ｂの一部は、入力体２２よりもフロントスプロケットＳＦ側に突出する。第１のギア２６Ｂの外径は、サンギア２６Ａの外径よりも大きい。別の例では、サンギア２６Ａおよび第１のギア２６Ｂは、別体に形成され、互いに連結されることによって伝達体２６が構成されてもよい。第１のギア２６Ｂの外径と、サンギア２６Ａの外径とは同径としてもよい。サンギア２６Ａは、スパーギアであってもよく、ヘリカルギアであってもよい。第１のギア２６Ｂの外径と、サンギア２６Ａの外径とを同径に形成する場合、サンギア２６Ａの歯と、第１のギア２６Ｂの歯とを連続するように形成してもよい。
【００２７】
入力体２２は、リングギア２２Ａおよび第２のギア２２Ｂを含む。好ましくは、入力体２２は、リングギア２２Ａおよび第２のギア２２Ｂを含む単一の物体である。リングギア２２Ａおよび第２のギア２２Ｂは、円筒形状に形成されている。入力体２２はクランク軸１２と連結される。入力体２２は、クランク軸１２に連結される連結部２２Ｃを含む。連結部２２Ｃは、リングギア２２Ａおよび第２のギア２２Ｂと一体に形成されている。入力体２２とクランク軸１２との連結構造は、複数の形態のいずれかを取り得る。第１の形態では、クランク軸１２の外周に設けられるスプラインと入力体２２の内周に設けられるスプラインとが嵌合する。第２の形態では、クランク軸１２が入力体２２の内周に圧入される。第２のギア２２Ｂは、入力体２２の外周部に形成されている。別の例では、リングギア２２Ａおよび第２のギア２２Ｂは、別体で形成されて、互いに連結されることによって入力体２２が構成されてもよい。サンギア２６Ａがスパーギアの場合、リングギア２２Ａおよびプラネタリギア２４Ａもスパーギアで形成され、サンギア２６Ａがヘリカルギアの場合、リングギア２２Ａおよびプラネタリギア２４Ａもヘリカルギアによって構成される。
【００２８】
出力体２４は、プラネタリギア２４Ａ、キャリア２４Ｂ、および、プラネタリピン２４Ｃを含む。プラネタリギア２４Ａは、リングギア２２Ａおよびサンギア２６Ａと噛み合う。キャリア２４Ｂは、プラネタリギア２４Ａと連結される。プラネタリギア２４Ａの個数は、任意の設定事項である。図２に示される例では、出力体２４は、３個のプラネタリギア２４Ａを含むが、プラネタリギア２４Ａの個数は、１または複数とすることができる。
【００２９】
プラネタリピン２４Ｃは、プラネタリギア２４Ａおよびキャリア２４Ｂに挿入され、プラネタリギア２４Ａとキャリア２４Ｂとを連結する。プラネタリピン２４Ｃの両端部は、クランク軸方向においてプラネタリギア２４Ａから突出し、キャリア２４Ｂによって支持される。プラネタリギア２４Ａおよびプラネタリピン２４Ｃの支持構造は、複数の形態のいずれかを取り得る。第１の形態では、プラネタリピン２４Ｃはキャリア２４Ｂに対して回転可能であり、プラネタリギア２４Ａはプラネタリピン２４Ｃに対して回転不能である。第２の形態では、プラネタリピン２４Ｃはキャリア２４Ｂに対して回転不能であり、プラネタリギア２４Ａはプラネタリピン２４Ｃに対して回転可能である。第３の形態では、プラネタリピン２４Ｃはキャリア２４Ｂに対して回転可能であり、プラネタリギア２４Ａはプラネタリピン２４Ｃに対して回転可能である。
【００３０】
各プラネタリギア２４Ａは、大ギア２４Ｄおよび小ギア２４Ｅを含む。大ギア２４Ｄの歯数は、小ギア２４Ｅの歯数よりも多い。大ギア２４Ｄは、サンギア２６Ａと噛み合う。小ギア２４Ｅは、リングギア２２Ａと噛み合う。別の例では、プラネタリギア２４Ａは、サンギア２６Ａおよびリングギア２２Ａと噛み合う１つのギアだけを含んでいてもよい。
【００３１】
キャリア２４Ｂは、クランク軸１２と同軸に配置される。キャリア２４Ｂは、各プラネタリギア２４Ａがサンギア２６Ａのまわりで公転することによって回転する。キャリア２４Ｂは、第１のキャリア２４Ｆおよび第２のキャリア２４Ｇを含む。第１のキャリア２４Ｆおよび第２のキャリア２４Ｇは、個別の物体である。第１のキャリア２４Ｆと第２のキャリア２４Ｇとが固定されることによって、キャリア２４Ｂが構成される。別の例では、キャリア２４Ｂは、第１のキャリア２４Ｆおよび第２のキャリア２４Ｇを含む単一の物体であってもよい。
【００３２】
第１のキャリア２４Ｆは、各プラネタリピン２４Ｃの一方の端部を支持する。第２のキャリア２４Ｇは、各プラネタリピン２４Ｃの他方の端部を支持する。プラネタリピン２４Ｃの一方の端部は、プラネタリピン２４Ｃの他方の端部よりもフロントスプロケットＳＦから遠い位置に配置されている。出力体２４は、連結部２４Ｈを含む。連結部２４Ｈの形状は、円筒形状である。連結部２４Ｈは、第１のキャリア２４Ｆの内周部に連結されている。連結部２４Ｈが配置される位置は、サンギア２６Ａの内周とクランク軸１２の外周との間である。連結部２４Ｈと第１のキャリア２４Ｆとは、一体に形成されていてもよく、別体で形成され、互いに連結することによって形成されていてもよい。
【００３３】
ドライブユニット１０は、複数の軸受２８およびボルトＢをさらに含む。複数の軸受２８が配置される位置は、連結部２４Ｈの外周と伝達体２６の内周との間である。連結部２４Ｈは、複数の軸受２８を介して伝達体２６を支持する。伝達体２６は、連結部２４Ｈに対して回転可能である。出力部１４は、連結部２４Ｈの端部に連結される。出力部１４は、筒形に形成され、クランク軸１２に同軸に設けられる。フロントスプロケットＳＦは、例えばスプライン嵌合によって出力部１４に連結される。出力部１４は、ベアリングを介してハウジング１８に支持されている。ボルトＢは、出力部１４との間にフロントスプロケットＳＦを挟み込むように出力部１４の端部にねじ込まれる。このように、出力部１４は、出力体２４と連結され、フロントスプロケットＳＦを取り付け可能である。出力部１４は、出力体２４と一体に形成されていてもよい。
【００３４】
第１のモータ３０および第２のモータ４０は、ハウジング１８に取り付けられている。第１のモータ３０は、伝達体２６に回転を伝達可能である。第２のモータ４０は、クランク軸１２に与えられる人力駆動力をアシストする。第１のモータ３０および第２のモータ４０は、インナーロータ型のモータである。一例では、第１のモータ３０および第２のモータ４０は、３相のブラシレスモータである。第１のモータ３０および第２のモータ４０の型式および種類は、任意に変更可能である。第１のモータ３０および第２のモータ４０の少なくとも一方は、アウターロータ型のモータであってもよい。
【００３５】
図１および図３に示されるように、第１のモータ３０の出力軸３２の軸線Ｊ１に沿う方向と、クランク軸１２の軸線ＪＣに沿う方向とは互いに異なる。好ましくは、第１のモータ３０の出力軸３２の軸線Ｊ１に沿う方向と、クランク軸１２の軸線ＪＣに沿う方向とは投影面上で直交する。第２のモータ４０の出力軸４２の軸線Ｊ２に沿う方向と、クランク軸１２の軸線ＪＣに沿う方向とは平行である。第１のモータ３０の出力軸３２の軸線Ｊ１に沿う方向と、第２のモータ４０の出力軸４２の軸線Ｊ２に沿う方向とは投影面上で直交する。このように、第１のモータ３０の出力軸３２の軸線Ｊ１に沿う方向と、第２のモータ４０の出力軸４２の軸線Ｊ２に沿う方向とは互いに異なる。これらの方向の関係は、任意に変更可能である。第１のモータ３０の出力軸３２の軸線Ｊ１に沿う方向と、第２のモータ４０の出力軸４２の軸線Ｊ２に沿う方向とは投影面上で直交または交差しなくてもよい。
【００３６】
第１のモータ３０は、ウォームギア３６を介して伝達体２６を回転させる。第１のモータ３０は、自転車の変速比を決める遊星歯車機構２０の変速比を変更する。遊星歯車機構２０の変速比は、遊星歯車機構２０に入力された回転速度に対する遊星歯車機構２０から出力された回転速度によって規定される。
【００３７】
ウォームギア３６は、第１のモータ３０と伝達体２６との間の回転の伝達経路上に設けられる。好ましくは、ウォームギア３６は、第１のモータ３０の出力軸３２に設けられる。図１に示されるように、ウォームギア３６は、クランク軸方向において、入力体２２と異なる位置に配置される。一例では、ウォームギア３６が配置されるクランク軸方向の位置は、リングギア２２Ａ、第２のギア２２Ｂ、および、複数のプラネタリギア２４ＡよりもフロントスプロケットＳＦ側の位置である。ウォームギア３６は、クランク軸１２の径方向において第２のギア２２Ｂと異なる位置に配置される。一例では、ウォームギア３６は、クランク軸１２の径方向において、第２のギア２２Ｂよりも内側、かつ、サンギア２６Ａよりも外側に配置される。
【００３８】
ウォームギア３６の摩擦角は、ウォームギア３６の進み角（ねじり角）以上である。このため、第１のギア２６Ｂに回転が入力されても第１のギア２６Ｂとウォームギア３６との噛み合いによって第１のギア２６Ｂが実質的に回転しない。ウォームギア３６および出力軸３２は、単一の物体であってもよく、出力軸３２およびウォームギア３６は、個別に構成され、継手等によって連結されていてもよい。
【００３９】
図３に示されるように、第１のモータ３０のハウジング３４は、クランク軸１２の径方向において、リングギア２２Ａよりも外側に配置される。ハウジング３４は、その一部が、出力軸３２の軸線Ｊ１に平行な方向において、伝達体２６と出力体２４とに重なる位置に配置される。
【００４０】
図１に示されるように、第２のモータ４０の出力軸４２が配置される位置は、径方向においてウォームギア３６よりもクランク軸１２から離れた位置である。ドライブユニット１０は、スパーギア４４をさらに含む。スパーギア４４は、第２のモータ４０の出力軸４２に設けられる。スパーギア４４は、第２のモータ４０の出力軸４２とは個別の物体に形成されて、出力軸４２に固定されていてもよく、出力軸４２と同一の物体であってもよい。スパーギア４４は、第２のギア２２Ｂと噛み合う。スパーギア４４および第２のギア２２Ｂは、第２のモータ４０からリングギア２２Ａにトルクを伝達する。
【００４１】
制御部１６は、ハウジング１８のうち、クランク軸方向においてフロントスプロケットＳＦ側とは反対側の位置に配置されている。制御部１６は、回路基板、第１の駆動回路、および、第２の駆動回路を含む。回路基板は、クランク軸１２の軸線ＪＣに垂直な方向に延びている。第１の駆動回路は、回路基板に実装され、第１のモータ３０を駆動する。第２の駆動回路は、回路基板に実装され、第２のモータ４０を駆動する。制御部１６は、クランク軸１２の回転方向が自転車を前進させる第１の回転方向である場合、自転車の走行条件に基づいて第１のモータ３０および第２のモータ４０を駆動させる。制御部１６は、例えばトルクセンサおよび車速センサ（ともに図示略）等から入力される信号に基づいて、少なくとも第２の駆動回路によって第２のモータ４０を駆動し、自転車の変速比を変更するための操作装置（図示略）から入力される信号に基づいて、第１の駆動回路によって第１のモータ３０を駆動する。制御部１６は、例えばトルクセンサ、車速センサ、および、クランク回転センサ（ともに図示略）の少なくともいずれか１つから入力される信号に基づいて、第１の駆動回路および第２の駆動回路によって第１のモータ３０および第２のモータ４０を駆動してもよい。制御部１６は、クランク軸１２の回転方向が第１の回転方向とは反対の第２の回転方向である場合、第１のモータ３０および第２のモータ４０を停止する。
【００４２】
制御部１６は、遊星歯車機構２０の変速比を変更するための操作信号が入力されたとき、クランク軸１２の回転に対する出力部１４の回転の比率が所定の比率となるように第１のモータ３０の回転速度を制御する。例えば遊星歯車機構２０の変速比を大きくするための操作信号が入力されたとき、制御部１６は、サンギア２６Ａが第２の回転方向（図２参照）に回転するように第１のモータ３０を駆動する。その結果、サンギア２６Ａが回転しない場合と比較して、プラネタリギア２４Ａの自転速度が高くなるため、キャリア２４Ｂの回転速度が高くなり、遊星歯車機構２０の変速比が大きくなる。制御部１６は、サンギア２６Ａの回転速度を変更することによって遊星歯車機構２０の変速比を無段階に変更する。
【００４３】
別の例では、制御部１６は、サンギア２６Ａの回転速度を段階的に変更することによって遊星歯車機構２０の変速比を段階的に変更する。遊星歯車機構２０の変速比の段数および各変速比の大きさは、予め設定される。外部の装置が無線または有線によって制御部１６と接続された場合、外部の装置は、遊星歯車機構２０の変速比の段数および各変速比の大きさを変更できる。外部の装置は、例えばサイクルコンピュータまたはパーソナルコンピュータである。
【００４４】
制御部１６は、遊星歯車機構２０に固有の変速比で変速させるときは、第１のモータ３０への電力の供給を停止する。第１のモータ３０への電力の供給が停止している場合、ウォームギア３６と第１のギア２６Ｂとの噛み合いによって伝達体２６の回転が制限される。このため、遊星歯車機構２０の変速比が、遊星歯車機構２０の各構成要素のギア数に基づく固有の変速比に維持される。
【００４５】
制御部１６は、人力駆動力に応じた信号が入力されると、人力駆動力に対する第２のモータ４０の出力トルクが所定の比率となるように第２のモータ４０を制御する。その結果、第２のモータ４０のトルクがリングギア２２Ａを介してキャリア２４Ｂに伝達され、そのトルクとクランク軸１２から入力されたトルクとが合成され、出力部１４を介してフロントスプロケットＳＦに伝達される。制御部１６は、アシスト力を変更するための操作信号が入力されると、人力駆動力に対する第２のモータ４０の出力トルクの比率を変更して、第２のモータ４０を制御する。
【００４６】
第１の実施形態によれば、以下の作用および効果が得られる。
（１）ドライブユニット１０は、遊星歯車機構２０と第１のモータ３０との回転の伝達経路上に設けられるウォームギア３６を含む。この構成によれば、クランク軸１２に人力駆動力が入力された場合、ウォームギア３６と第１のギア２６Ｂとの噛み合いによって、伝達体２６の回転が制限される。このため、クランク軸１２に人力駆動力が入力された場合に遊星歯車機構２０のうちの第１のモータ３０に接続される部分に要望されない動作が生じにくい。
【００４７】
（２）ドライブユニット１０は、第２のモータ４０の出力軸４２に設けられるスパーギア４４を含む。この構成によれば、第２のモータ４０の出力軸４２にウォームギアが設けられる構成と比較して、第２のモータ４０と第２のギア２２Ｂとの間の伝達効率が高くなる。
【００４８】
（３）ウォームギア３６の摩擦角は、ウォームギア３６の進み角以上である。この構成によれば、クランク軸１２に人力駆動力が入力された場合に遊星歯車機構２０のうちの第１のモータ３０に接続される部分に要望されない動作が一層生じにくい。
【００４９】
（第２の実施形態）
図４〜図６を参照して、第２の実施形態のドライブユニット５０について説明する。
図４に示されるように、ドライブユニット５０は、遊星歯車機構６０、第１のモータ７０、および、ウォームギア７６を含む。ドライブユニット５０は、好ましくは、クランク軸５２、第２のモータ８０、出力部５４、制御部５６、および、ハウジング５８をさらに含む。
【００５０】
ハウジング５８には、クランク軸５２、出力部５４、制御部５６、遊星歯車機構６０、第１のモータ７０、ウォームギア７６、および、第２のモータ８０が設けられる。クランク軸方向において、ハウジング５８におけるフロントスプロケットＳＦ側とは反対側には、クランク軸５２と同軸に配置された支持部５８Ａが形成される。支持部５８Ａは、円筒状に形成される。クランク軸５２は、支持部５８Ａに挿入される。ハウジング５８は、クランク軸５２を回転可能に支持する。クランク軸５２の両端部は、クランク軸方向においてハウジング５８から突出する。フロントスプロケットＳＦは、ハウジング５８の側方に配置され、出力部５４に連結される。出力部５４は、クランク軸５２の回転をフロントスプロケットＳＦに伝達する。
【００５１】
遊星歯車機構６０は、クランク軸５２の回転を変速して外部に出力する。遊星歯車機構６０は、入力体６２、出力体６４、および、伝達体６６を含む。入力体６２は、クランク軸５２の回転が入力される。出力体６４は、回転を外部に出力する。伝達体６６は、入力体６２と出力体６４との回転比を制御可能である。出力体６４および伝達体６６は、クランク軸５２と同軸に配置される。出力体６４は出力部５４に連結される。
【００５２】
伝達体６６は、複数の軸受６８によって支持部５８Ａに対して回転可能に支持される。伝達体６６は、クランク軸５２に回転可能に支持されていてもよい。伝達体６６は、サンギア６６Ａおよび第１のギア６６Ｂを含む。好ましくは、伝達体６６は、サンギア６６Ａおよび第１のギア６６Ｂを含む単一の物体である。サンギア６６Ａおよび第１のギア６６Ｂは、円筒形状に形成されている。サンギア６６Ａが配置される位置は、第１のギア６６Ｂに関してクランク軸方向においてフロントスプロケットＳＦ側の位置である。第１のギア６６Ｂは、クランク軸方向において出力体６４に関してフロントスプロケットＳＦ側とは反対側の位置に配置されている。第１のギア６６Ｂは、ウォームギア７６と噛み合うウォームホイールである。別の例では、サンギア６６Ａおよび第１のギア６６Ｂは、別体に形成され、互いに連結されることによって伝達体２６が構成されてもよい。第１のギア６６Ｂの外径と、サンギア６６Ａの外径とは同径としてもよい。サンギア６６Ａは、スパーギアであってもよく、ヘリカルギアであってもよい。サンギア６６Ａをヘリカルギアで形成する場合、第１のギア６６Ｂの外径と、サンギア６６Ａの外径とを同径に形成して、サンギア６６Ａと歯と、第１のギア６６Ｂと歯とを連続するように形成してもよい。
【００５３】
出力体６４は、リングギア６４Ａを含む。リングギア６４ＡにおいてフロントスプロケットＳＦ側の端部には、出力部５４が連結される。出力部５４は、筒形に形成され、クランク軸１２に同軸に設けられる。出力部５４は、ベアリングを介してハウジング５８に支持されている。フロントスプロケットＳＦは、第１の実施形態と同様に出力部５４に取り付けられる。このように、ドライブユニット５０は、出力体６４と連結され、フロントスプロケットＳＦを取り付け可能な出力部５４をさらに含む。サンギア６６Ａがスパーギアの場合、リングギア６４Ａおよびプラネタリギア６２Ａもスパーギアで形成され、サンギア６６Ａがヘリカルギアの場合、リングギア６４Ａおよびプラネタリギア６２Ａもヘリカルギアによって構成される。
【００５４】
入力体６２は、プラネタリギア６２Ａと、プラネタリギア６２Ａと連結されるキャリア６２Ｂと、プラネタリピン６２Ｃとを含む。プラネタリギア６２Ａは、リングギア６４Ａおよびサンギア６６Ａと噛み合う。キャリア６２Ｂは、プラネタリギア６２Ａと連結される。プラネタリギア６２Ａの個数は、任意の設定事項である。図５に示される例では、入力体６２は、３個のプラネタリギア６２Ａを含むが、プラネタリギア６２Ａの個数は、１または複数とすることができる。
【００５５】
プラネタリピン６２Ｃは、プラネタリギア６２Ａおよびキャリア６２Ｂに挿入され、プラネタリギア６２Ａとキャリア６２Ｂとを連結する。プラネタリピン６２Ｃの両端部は、クランク軸方向においてプラネタリギア６２Ａから突出し、キャリア６２Ｂによって支持される。プラネタリギア６２Ａおよびプラネタリピン６２Ｃの支持構造は、複数の形態のいずれかを取り得る。第１の形態では、プラネタリピン６２Ｃはキャリア６２Ｂに対して回転可能であり、プラネタリギア６２Ａはプラネタリピン６２Ｃに対して回転不能である。第２の形態では、プラネタリピン６２Ｃはキャリア６２Ｂに対して回転不能であり、プラネタリギア６２Ａはプラネタリピン６２Ｃに対して回転可能である。第３の形態では、プラネタリピン６２Ｃはキャリア６２Ｂに対して回転可能であり、プラネタリギア６２Ａがプラネタリピン６２Ｃに対して回転可能である。
【００５６】
プラネタリギア６２Ａは、大ギア６２Ｄおよび小ギア６２Ｅを含む。大ギア６２Ｄの歯数は、小ギア６２Ｅの歯数よりも多い。大ギア６２Ｄは、サンギア６６Ａと噛み合う。小ギア６２Ｅは、リングギア６４Ａと噛み合う。別の例では、プラネタリギア６２Ａは、サンギア２６Ａおよびリングギア２２Ａと噛み合う１つのギアだけを含んでいてもよい。
【００５７】
キャリア６２Ｂは、クランク軸５２と同軸に配置される。キャリア６２Ｂは、各プラネタリギア６２Ａがサンギア６６Ａのまわりで公転することによって回転する。キャリア６２Ｂは、第１のキャリア６２Ｆおよび第２のキャリア６２Ｇを含む。第１のキャリア６２Ｆおよび第２のキャリア６２Ｇは、個別の物体である。第１のキャリア６２Ｆと第２のキャリア６２Ｇとが固定されることによって、キャリア６２Ｂが構成される。別の例では、キャリア６２Ｂは、第１のキャリア６２Ｆおよび第２のキャリア６２Ｇを含む単一の物体であってもよい。
【００５８】
第１のキャリア６２Ｆは、各プラネタリピン６２Ｃの一方の端部を支持する。第２のキャリア６２Ｇは、各プラネタリピン６２Ｃの他方の端部を支持する。プラネタリピン６２Ｃの一方の端部は、プラネタリピン６２Ｃの他方の端部よりもフロントスプロケットＳＦから遠い位置に配置されている。
【００５９】
第２のキャリア６２Ｇの外周部には、第２のギア６２Ｈが形成される。すなわち、入力体６２は、第２のキャリア６２Ｇおよび第２のギア６２Ｈを含む単一の物体を含む。別の例では、第２のギア６２Ｈおよび第２のキャリア６２Ｇは、個別の部材として設けられ、互いに連結されることによって入力体６２が構成されてもよい。
【００６０】
第１のモータ７０および第２のモータ８０は、ハウジング５８に取り付けられる。第１のモータ７０は、伝達体６６に回転を伝達可能である。第２のモータ８０は、クランク軸５２に与えられる人力駆動力をアシストする。第１のモータ７０および第２のモータ８０の型式は、インナーロータ型のモータである。一例では、第１のモータ７０および第２のモータ８０は、３相のブラシレスモータである。第１のモータ７０および第２のモータ８０の型式および種類は、任意に変更可能である。第１のモータ７０および第２のモータ８０の少なくとも一方は、アウターロータ型のモータであってもよい。
【００６１】
図４および図６に示されるように、第１のモータ７０の出力軸７２の軸線Ｊ１に沿う方向と、クランク軸５２の軸線ＪＣに沿う方向とは互いに異なる。好ましくは、第１のモータ７０の出力軸７２の軸線Ｊ１に沿う方向と、クランク軸５２の軸線ＪＣに沿う方向とは投影面上で直交する。第２のモータ８０の出力軸８２の軸線Ｊ２に沿う方向と、クランク軸５２の軸線ＪＣに沿う方向とは平行である。第１のモータ７０の出力軸７２の軸線Ｊ１に沿う方向と、第２のモータ８０の出力軸８２の軸線Ｊ２に沿う方向とは投影面上で直交する。このように、第１のモータ７０の出力軸７２の軸線Ｊ１に沿う方向と、第２のモータ８０の出力軸８２の軸線Ｊ２に沿う方向とは互いに異なる。これらの方向の関係は、任意に変更可能である。第１のモータ７０の出力軸７２の軸線Ｊ１に沿う方向と、第２のモータ８０の出力軸８２の軸線Ｊ２に沿う方向とは投影面上で直交または交差しなくてもよい。
【００６２】
第１のモータ７０は、ウォームギア７６を介して伝達体６６を回転させる。第１のモータ７０は、自転車の変速比を決める遊星歯車機構６０の変速比を変更する。遊星歯車機構６０の変速比は、遊星歯車機構６０に入力された回転速度に対する遊星歯車機構６０から出力された回転速度によって規定される。
【００６３】
ウォームギア７６は、第１のモータ７０と伝達体６６との間の回転の伝達経路上に設けられる。好ましくは、ウォームギア７６は、第１のモータ７０の出力軸７２に設けられる。図４に示されるように、ウォームギア７６は、クランク軸５２に沿う方向において、入力体６２および出力体６４と異なる位置に配置される。一例では、ウォームギア７６が配置されるクランク軸方向の位置は、リングギア６４Ａ、プラネタリギア６２Ａ、キャリア６２Ｂ、および、第２のギア６２ＨよりもフロントスプロケットＳＦ側とは反対側の位置である。ウォームギア７６は、クランク軸１２の径方向において、第２のギア６２Ｈとは異なる位置に配置される。一例では、ウォームギア７６は、クランク軸１２の径方向において、第２のギア６２Ｈよりも内側、かつ、サンギア２６Ａよりも外側に配置される。
【００６４】
ウォームギア７６の摩擦角は、ウォームギア７６の進み角（ねじり角）以上である。これによって、第１のギア６６Ｂとウォームギア７６との噛み合いによって、第１のギア６６Ｂの回転をウォームギア７６に伝達してもウォームギア７６が回転しない。ウォームギア７６および出力軸７２は、単一の物体であってもよく、出力軸７２およびウォームギア７６は、個別に形成され、継手等によって連結されていてもよい。
【００６５】
図６に示されるように、第１のモータ７０のハウジング７４は、クランク軸１２の径方向において、キャリア６２Ｂよりも外側に配置される。ハウジング７４は、その一部が、出力軸７２の軸線Ｊ１に平行な方向において、伝達体６６と入力体６２とに重なる位置に配置される。
【００６６】
図４に示されるように、第２のモータ８０の出力軸８２が配置される位置は、径方向においてウォームギア７６よりもクランク軸５２から離れた位置である。ドライブユニット５０は、スパーギア８４をさらに含む。スパーギア８４は、第２のモータ８０の出力軸８２に設けられる。スパーギア８４は、第２のモータ８０の出力軸８２とは、個別の物体に形成されて、出力軸８２に固定されていてもよく、出力軸８２と同一の物体であってもよい。スパーギア８４は、第２のギア６２Ｈと噛み合う。スパーギア８４および第２のギア６２Ｈは、第２のモータ８０からキャリア６２Ｂにトルクを伝達する。
【００６７】
制御部５６は、ハウジング５８のうち、クランク軸方向において遊星歯車機構６０、第１のモータ７０、および、第２のモータ８０よりもフロントスプロケットＳＦ側の位置に配置されている。制御部５６は、第１の実施形態の制御部１６と同様の構成および制御であり、第１のモータ３０に代えて第１のモータ７０を制御し、第２のモータ４０に代えて第２のモータ８０を制御する。
【００６８】
図４および図５を参照して、ドライブユニット５０の変速動作について説明する。ドライブユニット５０のアシスト動作は、ドライブユニット１０のアシスト動作と同様である。図５の模式図では、便宜上、キャリア６２Ｂを三角形によって示しているが、実際のキャリア６２Ｂの形状は図６に示すとおり異なる。クランク軸５２の第１の回転方向および第２の回転方向は、第１の実施形態のクランク軸１２の第１の回転方向および第２の回転方向と同様である。
【００６９】
制御部５６は、遊星歯車機構６０の変速比を変更するための操作信号が入力されたとき、クランク軸５２の回転に対する出力部５４の回転の比率が所定の比率となるように第１のモータ７０の回転速度を制御する。例えば遊星歯車機構６０の変速比を大きくするための操作信号が入力されたとき、制御部５６は、サンギア６６Ａが第２の回転方向（図５参照）に回転するように第１のモータ７０を駆動する。その結果、図５に示されるように、サンギア６６Ａが回転しない場合と比較して、プラネタリギア６２Ａの自転速度が高くなるため、キャリア６２Ｂの回転速度が高くなり、遊星歯車機構６０の変速比が大きくなる。制御部５６は、サンギア６６Ａの回転速度に応じて遊星歯車機構６０の変速比を無段階に変更する。別の例では、サンギア６６Ａの回転速度を段階的に変更することによって遊星歯車機構６０の変速比を段階的に変更してもよい。
【００７０】
制御部５６は、遊星歯車機構６０に固有の変速比で変速されるときは、第１のモータ７０への電力の供給を停止する。第１のモータ７０への電力の供給が停止している場合、ウォームギア７６と第１のギア６６Ｂとの噛み合いによって伝達体６６の回転が制限される。このため、遊星歯車機構６０の変速比が、遊星歯車機構６０の各構成要素のギア数に基づく固有の変速比に維持される。遊星歯車機構６０は、キャリア６２Ｂが入力体６２を構成し、リングギア６４Ａが出力部５４と連結されるため、サンギア６６Ａが回転しないとき、遊星歯車機構６０に入力された回転を増速して出力する。このため、制御部５６が第１のモータ７０への電力の供給を停止したときの遊星歯車機構６０の変速比は「１」以上であり、例えば、「１．２」である。第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果と同様の効果が得られる。
【００７１】
（変形例）
上記各実施形態に関する説明は、本発明に従う自転車用ドライブユニット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。本発明に従う自転車用ドライブユニットは、例えば以下に示される上記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せられた形態を取り得る。図８〜図１１では、便宜上、ドライブユニット１０の符号を用いる。
【００７２】
・第２の実施形態の第１のモータ７０の位置は、任意に変更可能である。図７は、その一例を示す。この例では、第１のモータ７０は、クランク軸方向に直交する方向においてリングギア６４Ａよりも外側に配置される。
【００７３】
・第２の実施形態の第２のモータ８０の位置は、任意に変更可能である。図７は、その一例を示す。この例では、第２のモータ８０は、クランク軸５２と同軸に配置される。キャリア６２Ｂは、内周歯６２Ｉを含む。内周歯６２Ｉは、第２のモータ８０の出力軸８２に設けられるスパーギア８４と噛み合う。
【００７４】
・ドライブユニットの構成は、例えば図８〜図１１に示すとおり、任意に変更可能である。図８は、ドライブユニットの構成の第１の例を示している。図８のドライブユニットの遊星歯車機構２０は、入力体２２がリングギア２２Ａを含み、出力体２４がプラネタリギア２４Ａ、キャリア２４Ｂ、および、第３のギア２４Ｉを含み、伝達体２６がサンギア２６Ａおよび第１のギア２６Ｂを含む構成である。第３のギア２４Ｉおよびキャリア２４Ｂは、単一の物体である。すなわち、出力体２４は、第３のギア２４Ｉおよびキャリア２４Ｂを含む単一の物体を含む。このような遊星歯車機構２０の構成によって、クランク軸１２の回転がリングギア２２Ａに入力され、キャリア２４Ｂの回転が出力部１４を介してフロントスプロケットＳＦに出力される。遊星歯車機構２０の変速比は、サンギア２６Ａが回転しない場合、「１」未満である。第１のモータ３０は伝達体２６に接続され、第２のモータ４０は出力体２４に接続される。ウォームギア３６は、第１のモータ３０の出力軸３２に設けられ、第１のギア２６Ｂに連結される。スパーギア４４は、第２のモータ４０の出力軸４２に設けられ、第３のギア２４Ｉと噛み合う。これによって、第１のモータ３０の駆動が停止したとき、第１のギア２６Ｂの回転が制限されるため、プラネタリギア２４Ａからサンギア２６Ａにトルクが伝達されてもサンギア２６Ａが回転しない。第１のモータ３０が駆動してサンギア２６Ａを第２の回転方向に回転させることによって、第１のモータ３０の回転速度に応じて遊星歯車機構２０の変速比を無段階に変更できる。
【００７５】
・図８のドライブユニットの別の例では、キャリア２４Ｂおよび第３のギア２４Ｉは、個別に形成される。個別に形成されたキャリア２４Ｂおよび第３のギア２４Ｉは、互いに組み合わせられることによって出力体２４を構成する。
【００７６】
・図９は、ドライブユニットの構成の第２の例を示している。図９のドライブユニットの遊星歯車機構２０は、入力体２２がプラネタリギア２４Ａおよびキャリア２４Ｂを含み、出力体２４がリングギア２２Ａおよび第３のギア２４Ｉを含み、伝達体２６がサンギア２６Ａおよび第１のギア２６Ｂを含む構成である。第３のギア２４Ｉおよびリングギア２２Ａは、単一の物体である。すなわち、出力体２４は、第３のギア２４Ｉおよびリングギア２２Ａを含む単一の物体を含む。このような遊星歯車機構２０の構成によって、クランク軸１２の回転がキャリア２４Ｂに入力され、リングギア２２Ａの回転が出力部１４を介してフロントスプロケットＳＦに出力される。遊星歯車機構２０の変速比は、サンギア２６Ａが回転しない場合、「１」以上である。第１のモータ３０は伝達体２６に接続され、第２のモータ４０は出力体２４に接続される。ウォームギア３６は、第１のモータ３０の出力軸３２に設けられ、第１のギア２６Ｂに連結される。スパーギア４４は、第２のモータ４０の出力軸４２に設けられ、第３のギア２４Ｉと噛み合う。これによって、第１のモータ３０の駆動が停止したとき、第１のギア２６Ｂの回転が制限されるため、プラネタリギア２４Ａからサンギア２６Ａにトルクが伝達されてもサンギア２６Ａが回転しない。第１のモータ３０が駆動してサンギア２６Ａを第２の回転方向に回転させることによって、第１のモータ３０の回転速度に応じて遊星歯車機構２０の変速比を無段階に変更できる。
【００７７】
・図９のドライブユニットの別の例では、第３のギア２４Ｉおよびリングギア２２Ａは、個別に形成される。個別に形成されたリングギア２２Ａおよび第３のギア２４Ｉは、互いに組み合わせられることによって出力体２４を構成する。
【００７８】
・図１０は、ドライブユニットの構成の第３の例を示している。図１０のドライブユニットの遊星歯車機構２０は、入力体２２がサンギア２６Ａおよび第２のギア２２Ｄを含み、出力体２４がプラネタリギア２４Ａおよびキャリア２４Ｂを含み、伝達体２６がリングギア２２Ａおよび第１のギア２６Ｃを含む構成である。これによって、クランク軸１２の回転がサンギア２６Ａに入力され、キャリア２４Ｂの回転が出力部１４を介してフロントスプロケットＳＦに出力される。遊星歯車機構２０の変速比は、リングギア２２Ａが回転しない場合、「１」未満である。第１のモータ３０は伝達体２６に接続され、第２のモータ４０は入力体２２に接続される。ウォームギア３６は、第１のモータ３０の出力軸３２に設けられ、第１のギア２６Ｃに連結される。スパーギア４４は、第２のモータ４０の出力軸４２に設けられ、第２のギア２２Ｄに連結される。これによって、第１のモータ３０の駆動が停止したとき、第１のギア２６Ｃの回転が制限されるため、プラネタリギア２４Ａからリングギア２２Ａにトルクが伝達されてもリングギア２２Ａが回転しない。第１のモータ３０が駆動してリングギア２２Ａを第１の回転方向に回転させることによって、第１のモータ３０の回転速度に応じて遊星歯車機構２０の変速比を無段階に変更できる。
【００７９】
・図１１は、ドライブユニットの構成の第４の例を示している。図１１のドライブユニットの遊星歯車機構２０は、入力体２２がサンギア２６Ａを含み、出力体２４がプラネタリギア２４Ａ、キャリア２４Ｂ、および、第３のギア２４Ｉを含み、伝達体２６がリングギア２２Ａおよび第１のギア２６Ｃを含む構成である。第３のギア２４Ｉおよびキャリア２４Ｂは、単一の物体である。すなわち、出力体２４は、第３のギア２４Ｉおよびキャリア２４Ｂを含む単一の物体を含む。このような遊星歯車機構２０の構成によって、クランク軸１２の回転がサンギア２６Ａに入力され、キャリア２４Ｂの回転が出力部１４を介してフロントスプロケットＳＦに出力される。遊星歯車機構２０の変速比は、リングギア２２Ａが回転しない場合、「１」未満である。第１のモータ３０は伝達体２６に接続され、第２のモータ４０は出力体２４に接続される。ウォームギア３６は、第１のモータ３０の出力軸３２に設けられ、第１のギア２６Ｃに連結される。スパーギア４４は、第２のモータ４０の出力軸４２に設けられ、第３のギア２４Ｉに噛み合う。これによって、第１のモータ３０の駆動が停止したとき、第１のギア２６Ｃの回転が制限されるため、プラネタリギア２４Ａからリングギア２２Ａにトルクが伝達されてもリングギア２２Ａが回転しない。第１のモータ３０が駆動してリングギア２２Ａを第１の回転方向に回転させることによって、第１のモータ３０の回転速度に応じて遊星歯車機構２０の変速比を無段階に変更できる。
【００８０】
・図１１のドライブユニットの別の例では、第３のギア２４Ｉおよびキャリア２４Ｂは、個別に形成される。個別に形成されたキャリア２４Ｂおよび第３のギア２４Ｉは、互いに組み合わせられることによって出力体２４を構成する。
【００８１】
・第１の実施形態の第１のモータ３０による変速形態は、任意に変更可能である。一例では、第１のモータ３０は、サンギア２６Ａを第１の回転方向に回転させる。この場合、遊星歯車機構２０の変速比は、第１のモータ３０が停止しているときの変速比よりも小さくなる。なお、第２の実施形態の第１のモータ７０による変速形態も同様に変更可能である。
【００８２】
・第１の実施形態の第１のモータ３０および第２のモータ４０の位置は、任意に変更可能である。一例では、第１のモータ３０および第２のモータ４０の少なくとも一方は、ハウジング１８の外部に設けられる。なお、第２の実施形態の第１のモータ７０および第２のモータ８０の位置も同様に変更可能である。
【００８３】
・第１の実施形態のドライブユニット１０は、第２のモータ４０を含まない形態を取り得る。この場合、ドライブユニット１０は、第２のギア２２Ｂを省略できる。なお、第２の実施形態のドライブユニット５０も同様に変更可能である。
【００８４】
・第１の実施形態のドライブユニット１０は、クランク軸１２を含まない形態を取り得る。この場合、自転車の構成要素としてのクランク軸１２がドライブユニット１０に設けられる。なお、第２の実施形態のドライブユニット５０も同様に変更可能である。
【００８５】
・第１の実施形態において、第１のモータ３０の出力軸３２と、伝達体２６との間の伝達経路に、ウォームギア３６の他に、１または複数の歯車を設け、出力軸３２の回転を減速させて、入力体２２に伝達する構成としてもよい。なお、第２の実施形態のドライブユニット５０も同様に変更可能である。
【００８６】
・第１の実施形態において、第２のモータ４０の出力軸４２と、入力体２２または出力体２４との間には、スパーギア４４の他に、１または複数の歯車を設け、出力軸４２の回転を減速させて、入力体２２または出力体２４に伝達してもよい。なお、第２の実施形態のドライブユニット５０も同様に変更可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１０，５０…ドライブユニット（自転車用ドライブユニット）、１２，５２…クランク軸、１４，５４…出力部、２０，６０…遊星歯車機構、２２，６２…入力体、２２Ａ…リングギア、６２Ａ…プラネタリギア、２２Ｂ，６２Ｈ…第２のギア、２２Ｄ…第２のギア、６２Ｂ…キャリア、２４，６４…出力体、２４Ａ…プラネタリギア、２４Ｉ…第３のギア、２４Ｂ…キャリア、６４Ａ…リングギア、２６，６６…伝達体、２６Ａ，６６Ａ…サンギア、２６Ｂ，６６Ｂ…第１のギア、２６Ｃ…第１のギア、２６Ｄ…プラネタリギア、３０，７０…第１のモータ、３２，７２…出力軸、３６，７６…ウォームギア、４０，８０…第２のモータ、４２，８２…出力軸、４４，８４…スパーギア、ＳＦ…フロントスプロケット、Ｊ１…第１のモータの出力軸の軸線、Ｊ２…第２のモータの出力軸の軸線、ＪＣ…クランク軸の軸線。
【図１】
2017088092.tif 000003
【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】
2017088092.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月14日(2016.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
クランク軸の回転が入力される入力体、回転を外部に出力する出力体、および、前記入力体と前記出力体との回転比を制御可能な伝達体を含む遊星歯車機構と、
前記伝達体に回転を伝達可能な第１のモータと、
前記第１のモータと前記伝達体との間の回転の伝達経路上に設けられるウォームとを含む、自転車用ドライブユニット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記伝達体は、第１のギアを含み、
前記ウォームは、前記第１のモータの出力軸に設けられ、前記第１のギアと噛み合う、請求項１に記載の自転車用ドライブユニット。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記入力体は、第２のギアを含み、
前記自転車用ドライブユニットは、前記第２のギアと噛み合うスパーギアをさらに含み、
前記スパーギアは、前記第２のモータの出力軸に設けられる、請求項６に記載の自転車用ドライブユニット。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
前記出力体は、第３のギアを含み、
前記自転車用ドライブユニットは、前記第３のギアと噛み合うスパーギアをさらに含み、
前記スパーギアは、前記第２のモータの出力軸に設けられる、請求項６に記載の自転車用ドライブユニット。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１７】
前記ウォームは、前記クランク軸の軸線に沿う方向において、前記入力体および前記出力体の少なくとも一方と異なる位置に配置される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１８】
前記ウォームの摩擦角は、前記ウォームの進み角以上である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の自転車用ドライブユニット。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
〔１〕本発明に従う自転車用ドライブユニットの一形態は、クランク軸の回転が入力される入力体、回転を外部に出力する出力体、および、前記入力体と前記出力体との回転比を制御可能な伝達体を含む遊星歯車機構と、前記伝達体に回転を伝達可能な第１のモータと、前記第１のモータと前記伝達体との間の回転の伝達経路上に設けられるウォームとを含む。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
〔２〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記伝達体は、第１のギアを含み、前記ウォームは、前記第１のモータの出力軸に設けられ、前記第１のギアと噛み合う。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
〔７〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記入力体は、第２のギアを含み、前記自転車用ドライブユニットは、前記第２のギアと噛み合うスパーギアをさらに含み、前記スパーギアは、前記第２のモータの出力軸に設けられる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
〔１０〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記出力体は、第３のギアを含み、前記自転車用ドライブユニットは、前記第３のギアと噛み合うスパーギアをさらに含み、前記スパーギアは、前記第２のモータの出力軸に設けられる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
〔１７〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記ウォームは、前記クランク軸の軸線に沿う方向において、前記入力体および前記出力体の少なくとも一方と異なる位置に配置される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
〔１８〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記ウォームの摩擦角は、前記ウォームの進み角以上である。
〔１９〕前記自転車用ドライブユニットの一例によれば、前記第１のモータは、インナーロータ型のモータである。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
ドライブユニット１０は、遊星歯車機構２０、第１のモータ３０、および、ウォーム３６を含む。ドライブユニット１０は、好ましくは、クランク軸１２、第２のモータ４０、出力部１４、制御部１６、および、ハウジング１８をさらに含む。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
ハウジング１８には、クランク軸１２、出力部１４、制御部１６、遊星歯車機構２０、第１のモータ３０、ウォーム３６、および、第２のモータ４０が設けられる。クランク軸１２の両端部は、ハウジング１８から突出する。ハウジング１８は、クランク軸１２を回転可能に支持する。自転車のフロントスプロケットＳＦは、ハウジング１８の側方に配置され、出力部１４に連結される。出力部１４は、クランク軸１２の回転をフロントスプロケットＳＦに伝達する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
伝達体２６は、サンギア２６Ａおよび第１のギア２６Ｂを含む。好ましくは、伝達体２６は、サンギア２６Ａおよび第１のギア２６Ｂを含む単一の物体である。サンギア２６Ａおよび第１のギア２６Ｂは、円筒形状に形成されている。サンギア２６Ａが配置される位置は、クランク軸１２の軸線ＪＣに沿う方向（以下、「クランク軸方向」）において、第１のギア２６Ｂに関してフロントスプロケットＳＦ側とは反対側の位置である。第１のギア２６Ｂは、ウォーム３６と噛み合うウォームホイールである。第１のギア２６Ｂの一部は、入力体２２よりもフロントスプロケットＳＦ側に突出する。第１のギア２６Ｂの外径は、サンギア２６Ａの外径よりも大きい。別の例では、サンギア２６Ａおよび第１のギア２６Ｂは、別体に形成され、互いに連結されることによって伝達体２６が構成されてもよい。第１のギア２６Ｂの外径と、サンギア２６Ａの外径とは同径としてもよい。サンギア２６Ａは、スパーギアであってもよく、ヘリカルギアであってもよい。第１のギア２６Ｂの外径と、サンギア２６Ａの外径とを同径に形成する場合、サンギア２６Ａの歯と、第１のギア２６Ｂの歯とを連続するように形成してもよい。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
入力体２２は、リングギア２２Ａおよび第２のギア２２Ｂを含む。好ましくは、入力体２２は、リングギア２２Ａおよび第２のギア２２Ｂを含む単一の物体である。リングギア２２Ａおよび第２のギア２２Ｂは、円筒形状に形成されている。入力体２２はクランク軸１２と連結される。入力体２２は、クランク軸１２に連結される連結部２２Ｃを含む。連結部２２Ｃは、リングギア２２Ａおよび第２のギア２２Ｂと一体に形成されている。入力体２２とクランク軸１２との連結構造は、複数の形態のいずれかを取り得る。第１の形態では、クランク軸１２の外周に設けられるスプラインと入力体２２の内周に設けられるスプラインとが嵌合する。第２の形態では、クランク軸１２が入力体２２の内周に圧入される。第２のギア２２Ｂは、入力体２２の外周部に形成されている。別の例では、リングギア２２Ａおよび第２のギア２２Ｂは、別体で形成されて、互いに連結されることによって入力体２２が構成されてもよい。サンギア２６Ａがスパーギアの場合、リングギア２２Ａおよび後述するプラネタリギア２４Ａもスパーギアで形成され、サンギア２６Ａがヘリカルギアの場合、リングギア２２Ａおよびプラネタリギア２４Ａもヘリカルギアによって構成される。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
第１のモータ３０は、ウォーム３６を介して伝達体２６を回転させる。第１のモータ３０は、自転車の変速比を決める遊星歯車機構２０の変速比を変更する。遊星歯車機構２０の変速比は、遊星歯車機構２０に入力された回転速度に対する遊星歯車機構２０から出力された回転速度の比率によって規定される。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
ウォーム３６は、第１のモータ３０と伝達体２６との間の回転の伝達経路上に設けられる。好ましくは、ウォーム３６は、第１のモータ３０の出力軸３２に設けられる。図１に示されるように、ウォーム３６は、クランク軸方向において、入力体２２と異なる位置に配置される。一例では、ウォーム３６が配置されるクランク軸方向の位置は、リングギア２２Ａ、第２のギア２２Ｂ、および、複数のプラネタリギア２４ＡよりもフロントスプロケットＳＦ側の位置である。ウォーム３６は、クランク軸１２の径方向において第２のギア２２Ｂと異なる位置に配置される。一例では、ウォーム３６は、クランク軸１２の径方向において、第２のギア２２Ｂよりも内側、かつ、サンギア２６Ａよりも外側に配置される。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
ウォーム３６の摩擦角は、ウォーム３６の進み角（ねじり角）以上である。このため、第１のギア２６Ｂに回転が入力されても第１のギア２６Ｂとウォーム３６との噛み合いによって第１のギア２６Ｂが実質的に回転しない。ウォーム３６および出力軸３２は、単一の物体であってもよく、出力軸３２およびウォーム３６は、個別に構成され、継手等によって連結されていてもよい。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図１に示されるように、第２のモータ４０の出力軸４２が配置される位置は、径方向においてウォーム３６よりもクランク軸１２から離れた位置である。ドライブユニット１０は、スパーギア４４をさらに含む。スパーギア４４は、第２のモータ４０の出力軸４２に設けられる。スパーギア４４は、第２のモータ４０の出力軸４２とは個別の物体に形成されて、出力軸４２に固定されていてもよく、出力軸４２と同一の物体であってもよい。スパーギア４４は、第２のギア２２Ｂと噛み合う。スパーギア４４および第２のギア２２Ｂは、第２のモータ４０からリングギア２２Ａにトルクを伝達する。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
制御部１６は、遊星歯車機構２０の変速比を変更するための操作信号が入力されたとき、クランク軸１２の回転速度に対する出力部１４の回転速度の比率が所定の比率となるように第１のモータ３０の回転速度を制御する。例えば遊星歯車機構２０の変速比を大きくするための操作信号が入力されたとき、制御部１６は、サンギア２６Ａが第２の回転方向（図２参照）に回転するように第１のモータ３０を駆動する。その結果、サンギア２６Ａが回転しない場合と比較して、プラネタリギア２４Ａの自転速度が高くなるため、キャリア２４Ｂの回転速度が高くなり、遊星歯車機構２０の変速比が大きくなる。制御部１６は、サンギア２６Ａの回転速度を変更することによって遊星歯車機構２０の変速比を無段階に変更する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
制御部１６は、遊星歯車機構２０に固有の変速比で変速させるときは、第１のモータ３０への電力の供給を停止する。第１のモータ３０への電力の供給が停止している場合、ウォーム３６と第１のギア２６Ｂとの噛み合いによって伝達体２６の回転が制限される。このため、遊星歯車機構２０の変速比が、遊星歯車機構２０の各構成要素のギア数に基づく固有の変速比に維持される。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
制御部１６は、人力駆動力に応じた信号が入力されると、人力駆動力によるトルクに対する第２のモータ４０の出力トルクの比率が所定の比率となるように第２のモータ４０を制御する。その結果、第２のモータ４０のトルクがリングギア２２Ａを介してキャリア２４Ｂに伝達され、そのトルクとクランク軸１２から入力されたトルクとが合成され、出力部１４を介してフロントスプロケットＳＦに伝達される。制御部１６は、アシスト力を変更するための操作信号が入力されると、人力駆動力によるトルクに対する第２のモータ４０の出力トルクの比率を変更して、第２のモータ４０を制御する。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
第１の実施形態によれば、以下の作用および効果が得られる。
（１）ドライブユニット１０は、遊星歯車機構２０と第１のモータ３０との回転の伝達経路上に設けられるウォーム３６を含む。この構成によれば、クランク軸１２に人力駆動力が入力された場合、ウォーム３６と第１のギア２６Ｂとの噛み合いによって、伝達体２６の回転が制限される。このため、クランク軸１２に人力駆動力が入力された場合に遊星歯車機構２０のうちの第１のモータ３０に接続される部分に要望されない動作が生じにくい。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
（２）ドライブユニット１０は、第２のモータ４０の出力軸４２に設けられるスパーギア４４を含む。この構成によれば、第２のモータ４０の出力軸４２にウォームが設けられる構成と比較して、第２のモータ４０と第２のギア２２Ｂとの間の伝達効率が高くなる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
（３）ウォーム３６の摩擦角は、ウォーム３６の進み角以上である。この構成によれば、クランク軸１２に人力駆動力が入力された場合に遊星歯車機構２０のうちの第１のモータ３０に接続される部分に要望されない動作が一層生じにくい。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
（第２の実施形態）
図４〜図６を参照して、第２の実施形態のドライブユニット５０について説明する。
図４に示されるように、ドライブユニット５０は、遊星歯車機構６０、第１のモータ７０、および、ウォーム７６を含む。ドライブユニット５０は、好ましくは、クランク軸５２、第２のモータ８０、出力部５４、制御部５６、および、ハウジング５８をさらに含む。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
ハウジング５８には、クランク軸５２、出力部５４、制御部５６、遊星歯車機構６０、第１のモータ７０、ウォーム７６、および、第２のモータ８０が設けられる。クランク軸方向において、ハウジング５８におけるフロントスプロケットＳＦ側とは反対側には、クランク軸５２と同軸に配置された支持部５８Ａが形成される。支持部５８Ａは、円筒状に形成される。クランク軸５２は、支持部５８Ａに挿入される。ハウジング５８は、クランク軸５２を回転可能に支持する。クランク軸５２の両端部は、クランク軸方向においてハウジング５８から突出する。フロントスプロケットＳＦは、ハウジング５８の側方に配置され、出力部５４に連結される。出力部５４は、クランク軸５２の回転をフロントス
プロケットＳＦに伝達する。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
伝達体６６は、複数の軸受６８によって支持部５８Ａに対して回転可能に支持される。伝達体６６は、クランク軸５２に回転可能に支持されていてもよい。伝達体６６は、サンギア６６Ａおよび第１のギア６６Ｂを含む。好ましくは、伝達体６６は、サンギア６６Ａおよび第１のギア６６Ｂを含む単一の物体である。サンギア６６Ａおよび第１のギア６６Ｂは、円筒形状に形成されている。サンギア６６Ａが配置される位置は、第１のギア６６Ｂに関してクランク軸方向においてフロントスプロケットＳＦ側の位置である。第１のギア６６Ｂは、クランク軸方向において出力体６４に関してフロントスプロケットＳＦ側とは反対側の位置に配置されている。第１のギア６６Ｂは、ウォーム７６と噛み合うウォームホイールである。別の例では、サンギア６６Ａおよび第１のギア６６Ｂは、別体に形成され、互いに連結されることによって伝達体６６が構成されてもよい。第１のギア６６Ｂの外径と、サンギア６６Ａの外径とは同径としてもよい。サンギア６６Ａは、スパーギアであってもよく、ヘリカルギアであってもよい。サンギア６６Ａをヘリカルギアで形成する場合、第１のギア６６Ｂの外径と、サンギア６６Ａの外径とを同径に形成して、サンギア６６Ａの歯と、第１のギア６６Ｂの歯とを連続するように形成してもよい。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
出力体６４は、リングギア６４Ａを含む。リングギア６４ＡにおいてフロントスプロケットＳＦ側の端部には、出力部５４が連結される。出力部５４は、筒形に形成され、クランク軸５２に同軸に設けられる。出力部５４は、ベアリングを介してハウジング５８に支持されている。フロントスプロケットＳＦは、第１の実施形態と同様に出力部５４に取り付けられる。このように、ドライブユニット５０は、出力体６４と連結され、フロントスプロケットＳＦを取り付け可能な出力部５４をさらに含む。サンギア６６Ａがスパーギアの場合、リングギア６４Ａおよびプラネタリギア６２Ａもスパーギアで形成され、サンギア６６Ａがヘリカルギアの場合、リングギア６４Ａおよびプラネタリギア６２Ａもヘリカルギアによって構成される。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
プラネタリギア６２Ａは、大ギア６２Ｄおよび小ギア６２Ｅを含む。大ギア６２Ｄの歯数は、小ギア６２Ｅの歯数よりも多い。大ギア６２Ｄは、サンギア６６Ａと噛み合う。小ギア６２Ｅは、リングギア６４Ａと噛み合う。別の例では、プラネタリギア６２Ａは、サンギア６６Ａおよびリングギア６４Ａと噛み合う１つのギアだけを含んでいてもよい。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
第１のモータ７０は、ウォーム７６を介して伝達体６６を回転させる。第１のモータ７０は、自転車の変速比を決める遊星歯車機構６０の変速比を変更する。遊星歯車機構６０の変速比は、遊星歯車機構６０に入力された回転速度に対する遊星歯車機構６０から出力された回転速度によって規定される。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
ウォーム７６は、第１のモータ７０と伝達体６６との間の回転の伝達経路上に設け
られる。好ましくは、ウォーム７６は、第１のモータ７０の出力軸７２に設けられる。図４に示されるように、ウォーム７６は、クランク軸５２に沿う方向において、入力体６２および出力体６４と異なる位置に配置される。一例では、ウォーム７６が配置されるクランク軸方向の位置は、リングギア６４Ａ、プラネタリギア６２Ａ、キャリア６２Ｂ、および、第２のギア６２ＨよりもフロントスプロケットＳＦ側とは反対側の位置である。ウォーム７６は、クランク軸５２の径方向において、第２のギア６２Ｈとは異なる位置に配置される。一例では、ウォーム７６は、クランク軸５２の径方向において、第２のギア６２Ｈよりも内側、かつ、サンギア６６Ａよりも外側に配置される。
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
ウォーム７６の摩擦角は、ウォーム７６の進み角（ねじり角）以上である。これによって、第１のギア６６Ｂとウォーム７６との噛み合いによって、第１のギア６６Ｂの回転をウォーム７６に伝達してもウォーム７６が回転しない。ウォーム７６および出力軸７２は、単一の物体であってもよく、出力軸７２およびウォーム７６は、個別に形成され、継手等によって連結されていてもよい。
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
図６に示されるように、第１のモータ７０のハウジング７４は、クランク軸５２の径方向において、キャリア６２Ｂよりも外側に配置される。ハウジング７４は、その一部が、出力軸７２の軸線Ｊ１に平行な方向において、伝達体６６と入力体６２とに重なる位置に配置される。
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
図４に示されるように、第２のモータ８０の出力軸８２が配置される位置は、径方向においてウォーム７６よりもクランク軸５２から離れた位置である。ドライブユニット５０は、スパーギア８４をさらに含む。スパーギア８４は、第２のモータ８０の出力軸８２に設けられる。スパーギア８４は、第２のモータ８０の出力軸８２とは、個別の物体に形成されて、出力軸８２に固定されていてもよく、出力軸８２と同一の物体であってもよい。スパーギア８４は、第２のギア６２Ｈと噛み合う。スパーギア８４および第２のギア６２Ｈは、第２のモータ８０からキャリア６２Ｂにトルクを伝達する。
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
制御部５６は、遊星歯車機構６０の変速比を変更するための操作信号が入力されたとき、クランク軸５２の回転速度に対する出力部５４の回転速度の比率が所定の比率となるように第１のモータ７０の回転速度を制御する。例えば遊星歯車機構６０の変速比を大きくするための操作信号が入力されたとき、制御部５６は、サンギア６６Ａが第２の回転方向（図５参照）に回転するように第１のモータ７０を駆動する。その結果、図５に示されるように、サンギア６６Ａが回転しない場合と比較して、プラネタリギア６２Ａの自転速度が高くなるため、キャリア６２Ｂの回転速度が高くなり、遊星歯車機構６０の変速比が大きくなる。制御部５６は、サンギア６６Ａの回転速度に応じて遊星歯車機構６０の変速比を無段階に変更する。別の例では、サンギア６６Ａの回転速度を段階的に変更することによって遊星歯車機構６０の変速比を段階的に変更してもよい。
【手続補正３８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
制御部５６は、遊星歯車機構６０に固有の変速比で変速されるときは、第１のモータ７０への電力の供給を停止する。第１のモータ７０への電力の供給が停止している場合、ウォーム７６と第１のギア６６Ｂとの噛み合いによって伝達体６６の回転が制限される。このため、遊星歯車機構６０の変速比が、遊星歯車機構６０の各構成要素のギア数に基づく固有の変速比に維持される。遊星歯車機構６０は、キャリア６２Ｂが入力体６２を構成し、リングギア６４Ａが出力部５４と連結されるため、サンギア６６Ａが回転しないとき、遊星歯車機構６０に入力された回転を増速して出力する。このため、制御部５６が第１のモータ７０への電力の供給を停止したときの遊星歯車機構６０の変速比は「１」以上であり、例えば、「１．２」である。第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果と同様の効果が得られる。
【手続補正３９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
・ドライブユニットの構成は、例えば図８〜図１１に示すとおり、任意に変更可能である。図８は、ドライブユニットの構成の第１の例を示している。図８のドライブユニットの遊星歯車機構２０は、入力体２２がリングギア２２Ａを含み、出力体２４がプラネタリギア２４Ａ、キャリア２４Ｂ、および、第３のギア２４Ｉを含み、伝達体２６がサンギア２６Ａおよび第１のギア２６Ｂを含む構成である。第３のギア２４Ｉおよびキャリア２４Ｂは、単一の物体である。すなわち、出力体２４は、第３のギア２４Ｉおよびキャリア２４Ｂを含む単一の物体を含む。このような遊星歯車機構２０の構成によって、クランク軸１２の回転がリングギア２２Ａに入力され、キャリア２４Ｂの回転が出力部１４を介してフロントスプロケットＳＦに出力される。遊星歯車機構２０の変速比は、サンギア２６Ａが回転しない場合、「１」未満である。第１のモータ３０は伝達体２６に接続され、第２のモータ４０は出力体２４に接続される。ウォーム３６は、第１のモータ３０の出力軸３２に設けられ、第１のギア２６Ｂに連結される。スパーギア４４は、第２のモータ４０の出力軸４２に設けられ、第３のギア２４Ｉと噛み合う。これによって、第１のモータ３０の駆動が停止したとき、第１のギア２６Ｂの回転が制限されるため、プラネタリギア２４Ａからサンギア２６Ａにトルクが伝達されてもサンギア２６Ａが回転しない。第１のモータ３０が駆動してサンギア２６Ａを第２の回転方向に回転させることによって、第１のモータ３０の回転速度に応じて遊星歯車機構２０の変速比を無段階に変更できる。
【手続補正４０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
・図９は、ドライブユニットの構成の第２の例を示している。図９のドライブユニットの遊星歯車機構２０は、入力体２２がプラネタリギア２４Ａおよびキャリア２４Ｂを含み、出力体２４がリングギア２２Ａおよび第３のギア２４Ｉを含み、伝達体２６がサンギア２６Ａおよび第１のギア２６Ｂを含む構成である。第３のギア２４Ｉおよびリングギア２２Ａは、単一の物体である。すなわち、出力体２４は、第３のギア２４Ｉおよびリングギア２２Ａを含む単一の物体を含む。このような遊星歯車機構２０の構成によって、クランク軸１２の回転がキャリア２４Ｂに入力され、リングギア２２Ａの回転が出力部１４を介してフロントスプロケットＳＦに出力される。遊星歯車機構２０の変速比は、サンギア２６Ａが回転しない場合、「１」以上である。第１のモータ３０は伝達体２６に接続され、第２のモータ４０は出力体２４に接続される。ウォーム３６は、第１のモータ３０の出力軸３２に設けられ、第１のギア２６Ｂに連結される。スパーギア４４は、第２のモータ４０の出力軸４２に設けられ、第３のギア２４Ｉと噛み合う。これによって、第１のモータ３０の駆動が停止したとき、第１のギア２６Ｂの回転が制限されるため、プラネタリギア２４Ａからサンギア２６Ａにトルクが伝達されてもサンギア２６Ａが回転しない。第１のモータ３０が駆動してサンギア２６Ａを第２の回転方向に回転させることによって、第１のモータ３０の回転速度に応じて遊星歯車機構２０の変速比を無段階に変更できる。
【手続補正４１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
・図１０は、ドライブユニットの構成の第３の例を示している。図１０のドライブユニットの遊星歯車機構２０は、入力体２２がサンギア２６Ａおよび第２のギア２２Ｄを含み、出力体２４がプラネタリギア２４Ａおよびキャリア２４Ｂを含み、伝達体２６がリングギア２２Ａおよび第１のギア２６Ｃを含む構成である。これによって、クランク軸１２の回転がサンギア２６Ａに入力され、キャリア２４Ｂの回転が出力部１４を介してフロントスプロケットＳＦに出力される。遊星歯車機構２０の変速比は、リングギア２２Ａが回転しない場合、「１」未満である。第１のモータ３０は伝達体２６に接続され、第２のモータ４０は入力体２２に接続される。ウォーム３６は、第１のモータ３０の出力軸３２に設けられ、第１のギア２６Ｃに連結される。スパーギア４４は、第２のモータ４０の出力軸４２に設けられ、第２のギア２２Ｄに連結される。これによって、第１のモータ３０の駆動が停止したとき、第１のギア２６Ｃの回転が制限されるため、プラネタリギア２４Ａからリングギア２２Ａにトルクが伝達されてもリングギア２２Ａが回転しない。第１のモータ３０が駆動してリングギア２２Ａを第１の回転方向に回転させることによって、第１のモータ３０の回転速度に応じて遊星歯車機構２０の変速比を無段階に変更できる。
【手続補正４２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
・図１１は、ドライブユニットの構成の第４の例を示している。図１１のドライブユニットの遊星歯車機構２０は、入力体２２がサンギア２６Ａを含み、出力体２４がプラネタリギア２４Ａ、キャリア２４Ｂ、および、第３のギア２４Ｉを含み、伝達体２６がリングギア２２Ａおよび第１のギア２６Ｃを含む構成である。第３のギア２４Ｉおよびキャリア２４Ｂは、単一の物体である。すなわち、出力体２４は、第３のギア２４Ｉおよびキャリア２４Ｂを含む単一の物体を含む。このような遊星歯車機構２０の構成によって、クランク軸１２の回転がサンギア２６Ａに入力され、キャリア２４Ｂの回転が出力部１４を介してフロントスプロケットＳＦに出力される。遊星歯車機構２０の変速比は、リングギア２２Ａが回転しない場合、「１」未満である。第１のモータ３０は伝達体２６に接続され、第２のモータ４０は出力体２４に接続される。ウォーム３６は、第１のモータ３０の出力軸３２に設けられ、第１のギア２６Ｃに連結される。スパーギア４４は、第２のモータ４０の出力軸４２に設けられ、第３のギア２４Ｉに噛み合う。これによって、第１のモータ３０の駆動が停止したとき、第１のギア２６Ｃの回転が制限されるため、プラネタリギア２４Ａからリングギア２２Ａにトルクが伝達されてもリングギア２２Ａが回転しない。第１のモータ３０が駆動してリングギア２２Ａを第１の回転方向に回転させることによって、第１のモータ３０の回転速度に応じて遊星歯車機構２０の変速比を無段階に変更できる。
【手続補正４３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
・第１の実施形態において、第１のモータ３０の出力軸３２と、伝達体２６との間の伝達経路に、ウォーム３６の他に、１または複数の歯車を設け、出力軸３２の回転を減速させて、入力体２２に伝達する構成としてもよい。なお、第２の実施形態のドライブユニット５０も同様に変更可能である。
【手続補正４４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
１０，５０…ドライブユニット（自転車用ドライブユニット）、１２，５２…クランク軸、１４，５４…出力部、２０，６０…遊星歯車機構、２２，６２…入力体、２２Ａ…リングギア、６２Ａ…プラネタリギア、２２Ｂ，６２Ｈ…第２のギア、２２Ｄ…第２のギア、６２Ｂ…キャリア、２４，６４…出力体、２４Ａ…プラネタリギア、２４Ｉ…第３のギア、２４Ｂ…キャリア、６４Ａ…リングギア、２６，６６…伝達体、２６Ａ，６６Ａ…サンギア、２６Ｂ，６６Ｂ…第１のギア、２６Ｃ…第１のギア、２６Ｄ…プラネタリギア、３０，７０…第１のモータ、３２，７２…出力軸、３６，７６…ウォーム、４０，８０…第２のモータ、４２，８２…出力軸、４４，８４…スパーギア、ＳＦ…フロントスプロケット、Ｊ１…第１のモータの出力軸の軸線、Ｊ２…第２のモータの出力軸の軸線、ＪＣ…クランク軸の軸線。