(57)【要約】  本発明は、車両のホイールハブ（１）用のホイールハブトランスミッションユニット（６）に関し、ホイールハブトランスミッションユニット（６）は、回転軸線（２）と、回転軸線（２）に対して同心状に配置されており、ホイールハブ（１）を駆動するために少なくとも１つのピニオンをねじれ剛性的に取り付けることができるピニオンハブキャリア（７）と、軸方向においてピニオンハブキャリア（７）の隣に配置されており、回転軸線（２）に対して同心状に配置された内部空間（３１）を有するハブ本体（３）と、内部空間（３１）内で回転軸線（２）に対して同心状に配置されており、トランスミッションスリーブ（１３）の測定部（３０）を形成する磁気的にコード化された材料を有するトランスミッションスリーブ（１３）と、ハブ本体（３）に面した側の長手方向端部を有するピニオンハブキャリア（７）と、ピニオンハブキャリア（７）に面した側の長手方向端部を有するトランスミッションスリーブ（１３）とを結合する駆動側カップリング（２６）と、他方の長手方向端部を有するトランスミッションスリーブ（１３）をハブ本体（３）に結合する出力側カップリング（１４）と、を備えており、これにより、ピニオンハブキャリア（７）から、駆動側カップリング（２６）と、出力側カップリング（１４）と、トランスミッションスリーブ（１３）とを介してハブ本体（３）にトルクを伝達することができ、トルクは、トランスミッションスリーブ（１３）の測定部（３０）によって、磁気的にコード化された材料の磁気特性を用いて、内部空間（３１）内で検出することができ、磁気特性は、トルクの影響を受けて変化する。
2020531336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のホイールハブ（１）用のホイールハブトランスミッションユニット（６）であって、該ホイールハブトランスミッションユニット（６）は、
回転軸線（２）と、
前記回転軸線（２）に対して同心状に配置されており、前記ホイールハブ（１）を駆動するために少なくとも１つのピニオンをねじれ剛性的に取り付けることができるピニオンハブキャリア（７）と、
軸方向において前記ピニオンハブキャリア（７）の隣に配置されており、前記回転軸線（２）に対して同心状に配置された内部空間（３１）を有するハブ本体（３）と、
前記内部空間（３１）内で前記回転軸線（２）に対して同心状に配置されたトランスミッションスリーブ（１３）であって、該トランスミッションスリーブ（１３）の測定部（３０）を形成する磁気的にコード化された材料を有するトランスミッションスリーブ（１３）と、
前記ハブ本体（３）に面した側の長手方向端部を有する前記ピニオンハブキャリア（７）と、前記ピニオンハブキャリア（７）に面した側の長手方向端部を有する前記トランスミッションスリーブ（１３）とを結合する駆動側カップリング（２６）と、
他方の長手方向端部を有する前記トランスミッションスリーブ（１３）を前記ハブ本体（３）に結合する出力側カップリング（１４）と、
を備えており、これにより、前記ピニオンハブキャリア（７）から、前記駆動側カップリング（２６）と、前記出力側カップリング（１４）と、前記トランスミッションスリーブ（１３）とを介して前記ハブ本体（３）にトルクを伝達することができ、前記トルクは、前記トランスミッションスリーブ（１３）の前記測定部（３０）によって、前記磁気的にコード化された材料の磁気特性を用いて、前記内部空間（３１）内で検出することができ、前記磁気特性は、前記トルクの影響を受けて変化する、ホイールハブトランスミッションユニット（６）。
【請求項２】
前記ハブ本体（３）と前記トランスミッションスリーブ（１３）とを結合するために、前記出力側カップリング（１４）は、前記ハブ本体（３）の、前記ピニオンハブキャリア（７）とは反対の側に面した長手方向端部の一部に設けられており、前記ハブ本体（３）の前記長手方向端部の一部は、前記ピニオンハブキャリア（７）に向かう軸方向において、前記測定部（３０）に対して垂直に位置しかつ該測定部（３０）の、前記ピニオンハブキャリア（７）とは反対の側に面した長手方向端部に接する仮想平面（３２）により画定されている、請求項１記載のホイールハブトランスミッションユニット（６）。
【請求項３】
前記ハブ本体（３）と前記トランスミッションスリーブ（１３）とを結合するために、前記出力側カップリング（１４）は、前記トランスミッションスリーブ（１３）の、前記ピニオンハブキャリア（７）とは反対の側に面した長手方向端部の部分に設けられており、前記トランスミッションスリーブ（１３）の前記長手方向端部の部分は、前記ピニオンハブキャリア（７）に向かう軸方向において、前記測定部（３０）まで延在している、請求項１または２記載のホイールハブトランスミッションユニット（６）。
【請求項４】
前記トランスミッションスリーブ（１３）は少なくとも、スポーク用の第１の結合平面（３３）からスポーク用の第２の結合平面（３４）まで延びる間隔を架橋しており、前記第１の結合平面（３３）は、前記ハブ本体（３）の一方の長手方向端部に配置されており、前記第２の結合平面（３４）は、前記ハブ本体（３）の他方の長手方向端部に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のホイールハブトランスミッションユニット（６）。
【請求項５】
前記トランスミッションスリーブ（１３）は、力の流れの軸方向成分が前記トランスミッションスリーブ（１３）全体に沿って同じ方向になるように適合されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のホイールハブトランスミッションユニット（６）。
【請求項６】
前記測定部（３０）は、前記内部空間（３１）の一部に配置されており、該内部空間（３１）のこの部分は、軸方向において２つの仮想結合平面（３３，３４）により画定されており、これらの結合平面（３３，３４）のうち第１の結合平面（３３）は、前記ハブ本体（３）の一方の長手方向端部においてスポーク用の結合位置と交差しており、前記結合平面（３３，３４）のうち第２の結合平面（３４）は、前記ハブ本体（３）の他方の長手方向端部においてスポーク用の結合位置と交差している、請求項１から５までのいずれか１項記載のホイールハブトランスミッションユニット（６）。
【請求項７】
前記ピニオンハブキャリア（７）と前記トランスミッションスリーブ（１３）とは、互いに間隔をあけて配置されており、該間隔を、前記駆動側カップリング（２６）が架橋している、請求項１から６までのいずれか１項記載のホイールハブトランスミッションユニット（６）。
【請求項８】
前記駆動側カップリング（２６）はフリーホイールである、請求項１から７までのいずれか１項記載のホイールハブトランスミッションユニット（６）。
【請求項９】
前記駆動側カップリング（２６）は、前記ピニオンハブキャリア（７）にねじれ剛性的に結合された第１のフリーホイール部分（１０）と、前記トランスミッションスリーブ（１３）にねじれ剛性的に結合された第２のフリーホイール部分（１１）とを有しており、前記第１のフリーホイール部分（１０）は、軸方向において前記第２のフリーホイール部分（１１）の隣に配置されている、請求項８記載のホイールハブトランスミッションユニット（６）。
【請求項１０】
当該ホイールハブトランスミッションユニット（６）の前記第１のフリーホイール部分（１０）および前記第２のフリーホイール部分（１１）は、軸方向に変位することができる、請求項８または９記載のホイールハブトランスミッションユニット（６）。
【請求項１１】
前記第１のフリーホイール部分（１０）と前記第２のフリーホイール部分（１１）とは相互作用するように適合されており、これにより、前記ピニオンハブキャリア（７）から前記トランスミッションスリーブ（１３）へ、前記ピニオンハブキャリア（７）の一方の回転方向においてのみ、実質的に全てのトルクを伝達することができる、請求項８から１０までのいずれか１項記載のホイールハブトランスミッションユニット（６）。
【請求項１２】
前記トランスミッションスリーブ（１３）は、カンチレバー式に取り付けられている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のホイールハブトランスミッションユニット（６）。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項記載のホイールハブトランスミッションユニット（６）と、前記ピニオンハブキャリア（７）にねじれ剛性的に取り付けられた少なくとも１つのピニオンとを有するホイールハブ（１）であって、前記ピニオンから前記ハブ本体（３）へ一方の回転方向においてのみトルクを伝達するために、前記ハブ本体（３）は、前記駆動側カップリング（２６）を介して前記ピニオンにねじれ剛性的に結合されている、ホイールハブ（１）。
【請求項１４】
請求項１３記載のホイールハブ（１）と、測定した量で前記ホイールハブ（１）を駆動するための制御装置を備えた駆動アセンブリと、前記トランスミッションスリーブ（１３）の前記測定部（３０）を検出するための測定ユニット（１５）とを有する、補助駆動される車両であって、前記測定ユニット（１５）は、前記内部空間（３１）内に収容されており、前記制御装置は、前記駆動アセンブリの駆動トルクが前記ホイールハブトランスミッションユニット（６）により伝達されるトルクに適合されるように、前記測定ユニット（１５）により制御可能である、補助駆動される車両。
【請求項１５】
前記補助駆動される車両は電動自転車である、請求項１４記載の補助駆動される車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のホイールハブ用のホイールハブトランスミッションユニット、ホイールハブトランスミッションユニットを備えたホイールハブ、およびホイールハブを備えた補助駆動される車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市および地方エリアにおいてますます改良される自転車運転者用インフラストラクチャー、環境意識の高まりおよび／または健康意識の高まりに基づき、自転車運転者数は継続して増えている。特に電気補助機関を備えた自転車、すなわち電動自転車は、所望の時間の利点を実現するためまたは運動目的を達成するために興味深い。電動自転車では、電気機関が、筋力によって発生されるトルクに加えて自転車を動かすか、またはそれだけで自転車を動かすトルクを発生させる。電動自転車は、ペダルクランク、ペダルクランクに取り付けられたチェーンリング、後輪に駆動方向においてねじれ剛性的に（torsionally rigid）取り付けられたピニオン、およびチェーンリングからピニオンにトルクを伝達するチェーン等の従来の駆動部品の他に、さらに電気機関と、電気機関にエネルギを供給する蓄電池と、電気機関により供給される所要トルクを確定するためのセンサシステムとを有している。
【０００３】
所要の追加トルクを決定するために、後輪にトルク測定装置を設けることが知られている。トルク測定装置は測定スリーブを有しており、測定スリーブは、非磁性材料から成り、かつ測定スリーブにおけるトルクの影響を受けて変化する対応磁化パターンが設けられている。この変化は、電気的に作動されるコイル対によって検出することができ、これにより、所要トルクについて結論を下すことができる。正確な測定のために、コイル対は測定スリーブのすぐ隣に配置されるべきであり、これにより、ハブの他の部分、例えばピニオン用のキャリア、すなわちピニオンハブキャリアとの位置的な衝突が引き起こされる。さらに、トルクを十分に正確に測定するために、可能な限り長い測定区間が設けられる。これは大抵、部品を半径方向および／または軸方向において支持するために必要とされるベアリングのために、制約無しには不可能である。さらに、測定区間は、長期にわたる高度な検出精度のために、不純物から保護されるべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、車両のホイールハブ用のホイールハブトランスミッションユニット、ホイールハブトランスミッションユニットを備えたホイールハブ、およびホイールハブを備えた補助駆動される車両を提供することにあり、ホイールハブトランスミッションユニットは、単純、コンパクトかつ頑丈な構造であると共に、トルクを正確に検出可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、特許請求項１、１３および１４に記載の特徴により達成される。これらに関する好適な実施形態は、別の特許請求項に記載されている。
【０００６】
本発明によるホイールハブトランスミッションユニットは、車両のホイールハブ用であり、回転軸線と、回転軸線に対して同心状に配置されており、ホイールハブを駆動するために少なくとも１つのピニオンをねじれ剛性的に取り付けることができるピニオンハブキャリアと、軸方向においてピニオンハブキャリアの隣に配置されており、回転軸線に対して同心状に配置された内部空間を有するハブ本体と、内部空間内で回転軸線に対して同心状に配置されており、トランスミッションスリーブの測定部を形成する磁気的にコード化された材料を有するトランスミッションスリーブと、ハブ本体に面した側の長手方向端部を有するピニオンハブキャリアと、ピニオンハブキャリアに面した側の長手方向端部を有するトランスミッションスリーブとを結合する駆動側カップリングと、他方の長手方向端部を有するトランスミッションスリーブをハブ本体に結合する出力側カップリングと、を備えており、これにより、ピニオンハブキャリアから、駆動側カップリングと、出力側カップリングと、トランスミッションスリーブとを介してハブ本体にトルクを伝達することができ、トルクは、トランスミッションスリーブの測定部によって、磁気的にコード化された材料の磁気特性を用いて、内部空間内で検出することができ、磁気特性は、トルクの影響を受けて変化する。
【０００７】
内部空間は、ピニオンハブキャリアに比べ、より長い軸方向延在長さを有している。トランスミッションスリーブが内部空間内に配置されていると、例えばトランスミッションスリーブがピニオンハブキャリア内に配置されている従来のホイールハブトランスミッションユニットに比べて、トランスミッションスリーブは、より長い軸方向延在長さを有することが可能である。本発明による、長い軸方向延在長さを有するトランスミッションスリーブを用いて、トルクを有利には正確に検出することができる。
【０００８】
さらに、トランスミッションスリーブが内部空間内に配置された結果、ハブ本体は、トランスミッションスリーブ用のハウジングを形成することになる。したがって、トランスミッションスリーブを、有利には汚れ粒子等の外部の影響から保護することができる。ハウジングは、半径方向外側で、汚れ粒子に対する克服不能のバリアを形成する。さらに、軸方向に侵入する汚れ粒子からトランスミッションスリーブを保護するために、ハブ本体の各長手方向端部に、極単純なシール部材が配置されてよい。例えばピニオンハブキャリアを交換する場合には、トランスミッションスリーブが配置された内部空間も、交換中に外部の影響から保護される。ピニオンハブキャリアの半径方向内側に配置された従来のトランスミッションスリーブでは、例えば交換中に外部の影響からトランスミッションスリーブが保護されることはほぼない。ホイールハブトランスミッションユニットの全作動段階においてトランスミッションスリーブが有利には外部の影響から保護されている結果として、トランスミッションスリーブは丈夫でありかつさらに長寿命を有することになる。
【０００９】
トランスミッションスリーブはハブ本体にねじれ剛性的に結合されているため、ホイールハブが作動すると、トランスミッションスリーブはハブ本体と同じ回転速度で回転する。回転速度を知ることは、例えば速度等の作動状態を捕捉するために必要不可欠である。例えばトランスミッションスリーブがフリーホイールを介してハブ本体にねじれ剛性的には結合されていない結果として、回転速度は従来、トルクとは異なる位置において検出される。本発明による構成により、トランスミッションスリーブはハブ本体にねじれ剛性的に結合されているため、測定ユニットは、トルクと回転速度の両方を検出し、これらを任意には唯一の伝送線路を介して出力することができる。よって、より少数かつ／またはより短い線路が必要とされ、さらに回転速度測定部も外部の影響から保護される。なぜならば、回転速度測定部も内部空間内に配置することができるからである。このため、ホイールハブトランスミッションユニットはコンパクトであると共に、単純な構造である。
【００１０】
トランスミッションスリーブが軸方向においてピニオンハブキャリアに隣接して配置された結果として、ピニオンハブキャリアの半径方向内側の取付け空間から、トランスミッションスリーブと測定ユニットとが除去される。例えばより小さな直径を有するピニオンハブキャリアが取り付けられる場合、これは、比較的小さな構造変更でもって実現することができる。トランスミッションスリーブと測定ユニットとは、構造変更によってほとんど影響を受けない。トランスミッションスリーブと測定ユニットとが従来のように、例えばピニオンハブキャリア内に配置される場合、ホイールハブトランスミッションユニット全体を再構築しなければならなくなる。これは、ホイールハブトランスミッションユニットをさらに有利には単純な構造にしている。
【００１１】
好適には、ハブ本体とトランスミッションスリーブとを結合するために、出力側カップリングは、ハブ本体の、ピニオンハブキャリアとは反対の側に面した長手方向端部の一部に設けられており、ハブ本体の長手方向端部の一部は、ピニオンハブキャリアに向かう軸方向において、測定部に対して垂直に位置しかつ測定部の、ピニオンハブキャリアとは反対の側に面した長手方向端部に接する仮想平面により画定されている。
【００１２】
測定部は、磁気的にコード化された材料により形成されており、回転軸線に対して同心状にかつ円筒状に延在している。出力側カップリングは、ピニオンハブキャリアから軸方向に測定部よりも離れたハブ本体の部分に配置されている。これにより駆動側カップリングは、有利にはピニオンハブキャリアから軸方向に測定部よりも離れたハブ本体の部分に設けられることになり、このためホイールハブトランスミッションユニットは、丈夫で単純な構造である。
【００１３】
例えば、取付け可能な出力側カップリングは、比較的長い軸方向延在長さを有しており、出力側カップリングの一方の長手方向端部は、ハブ本体の長手方向端部の部分に配置されており、かつ出力側カップリングの他方の長手方向端部は、トランスミッションスリーブに配置されている。よって、異なる軸方向延在長さを有する複数の異なる出力側カップリングを取り付けることが可能である。
【００１４】
好適には、ハブ本体とトランスミッションスリーブとを結合するために、出力側カップリングは、トランスミッションスリーブの、ピニオンハブキャリアとは反対の側に面した長手方向端部の部分に設けられており、トランスミッションスリーブのこの長手方向端部の部分は、ピニオンハブキャリアに向かう軸方向において、測定部まで延在している。
【００１５】
トランスミッションスリーブの長手方向端部の部分が、ピニオンハブキャリアに向かう軸方向において測定部により画定されている結果として、出力側カップリングは、トランスミッションスリーブの、ピニオンハブキャリアから軸方向に測定部全体よりも離れた部分にのみ配置することができる。したがって、ホイールハブトランスミッションユニットは、特に単純な軸方向構造を有している。
【００１６】
好適には、トランスミッションスリーブは少なくとも、スポーク用の第１の結合平面からスポーク用の第２の結合平面まで延びる間隔を架橋しており、第１の結合平面は、ハブ本体の一方の長手方向端部に配置されており、第２の結合平面は、ハブ本体の他方の長手方向端部に配置されている。
【００１７】
スポーク用の結合平面は、ハブ本体の軸方向延在部に対して垂直に配置された平面であり、この平面は、ハブ本体の周方向において、スポーク用のいくつかの結合位置と交差する。ハブ本体は通常、これら２つの平面を、それぞれ一方の長手方向端部に有している。ただし、ハブ本体がいくつかのこのような平面を、長手方向端部の少なくとも一方に有していることも考えられる。これは特に、スポークが、ハブ本体の長手方向端部の一方に、少なくとも部分的に並んで取り付けられている場合に生じる。スポーク用の結合位置は、例えばスポークをハブ本体に取付け可能な開口または穴である。
【００１８】
ハブ本体の長手方向端部の一方が、いくつかの結合平面を有している場合、トランスミッションスリーブは、好適にはハブ本体の一方の長手方向端部における複数の結合平面の中央に配置された結合平面から、ハブ本体の他方の長手方向端部における複数の結合平面の中央に配置された第２の結合平面までの間隔を架橋する。他の間隔、例えば最も外側のまたは最も内側の２つの平面の間の間隔も架橋することができる。
【００１９】
トランスミッションスリーブが前記間隔を架橋した結果として、トランスミッションスリーブは、特に長い軸方向延在長さを有することになり、これにより測定部の軸方向延在部も、有利には長く形成される。測定部の軸方向延在部も有利には長く形成された結果として、ホイールハブトランスミッションユニットの検出精度を改良することが可能である。
【００２０】
好適には、トランスミッションスリーブは、力の流れの軸方向成分がトランスミッションスリーブ全体に沿って同じ方向になるように適合されている。力の流れは、作用点、導入点から、力および／またはトルクが反力および／または反動トルクにより吸収される点までの部分における、力および／またはトルクの経路を表す。力の流れの軸方向成分は、回転軸線の方向に作用する成分を表す。例えば、力の流れの軸方向成分の符号は、トランスミッションスリーブ全体に沿ってプラスである。軸方向成分が、いくつかの部分においてゼロの場合には、符号の変化に相当しない。
【００２１】
力の流れの軸方向成分がトランスミッションスリーブ全体に沿って不変に保たれる結果として、トランスミッションスリーブ全体に沿った力の流れの軸方向の向きは変化しない。ただし、例えば、力の流れの半径方向の向きは、トランスミッションスリーブに沿って変化することが可能である。そのため、トランスミッションスリーブは、一方向にのみ延長された形状を有している。これは例えば、円筒形、円錐形またはカンチレバー形であり得るが、蛇行形状等は除外される。力の流れの軸方向が不変の結果として、トルク検出が方向変化により影響を及ぼされることはなく、トルクを特に有利に検出することができる。さらに、トランスミッションスリーブは単純な形状である。
【００２２】
好適には、測定部は内部空間の一部に配置されており、内部空間のこの部分は、軸方向において２つの仮想結合平面により画定されており、これらの結合平面のうち第１の結合平面は、ハブ本体の一方の長手方向端部においてスポーク用の結合位置と交差しており、前記結合平面のうち第２の結合平面は、ハブ本体の他方の長手方向端部においてスポーク用の結合位置と交差している。測定部が、２つの仮想結合平面の内側に配置されている結果として、測定部は、特に長い軸方向延在部を有することになり、これにより、トルクを特に正確に検出することができる。さらに、測定部は内部空間内で軸方向において比較的中央に配置されているため、外部の影響、例えば汚れ粒子から容易に保護される。
【００２３】
好適には、ピニオンハブキャリアとトランスミッションスリーブとは、互いに間隔をあけて配置されており、この間隔を駆動側カップリングが架橋している。ピニオンハブキャリアとトランスミッションスリーブとの間の間隔は、軸方向間隔であってもよいし、軸方向間隔および半径方向間隔であってもよく、これにより駆動側カップリングは、半径方向間隔および／または軸方向間隔を架橋することになる。
【００２４】
好適には、駆動側カップリングはフリーホイールである。フリーホイールは、ロック形式で、回転可能な各方向の一方にのみ作用するクラッチである。トランスミッションスリーブの回転速度がピニオンハブキャリアの回転速度を上回ると、この２つの部分の間の結合が自動的に解除され、これにより、ピニオンハブキャリアがより低速で回転するか、または全く回転せずとも、トランスミッションスリーブは自由に回転し続ける。
【００２５】
好適には、駆動側カップリングは、ピニオンハブキャリアにねじれ剛性的に結合された第１のフリーホイール部分と、トランスミッションスリーブにねじれ剛性的に結合された第２のフリーホイール部分とを有しており、第１のフリーホイール部分は、軸方向において第２のフリーホイール部分の隣に配置されている。第１のフリーホイール部分がピニオンハブキャリアにねじれ剛性的に結合されておりかつ第２のフリーホイール部分がトランスミッションスリーブにねじれ剛性的に結合されている結果として、各フリーホイール部分により、自動的に解除される結合が比較的容易に実現可能である。
【００２６】
特に好適には、ホイールハブトランスミッションユニットの第１のフリーホイール部分および第２のフリーホイール部分は、軸方向に変位することができる。第１のフリーホイール部分が特にピニオンハブキャリアに対して軸方向に変位可能であり、かつ第２のフリーホイール部分が特にトランスミッションスリーブに対して軸方向に変位可能である結果として、各フリーホイール部分の、互いに対する軸方向の相対変位により、自動的に解除される結合を作ることができる。
【００２７】
好適には、第１のフリーホイール部分と第２のフリーホイール部分とは相互作用するように適合されており、これにより、ピニオンハブキャリアからトランスミッションスリーブへ、ピニオンハブキャリアの一方の回転方向においてのみ、実質的に全てのトルクを伝達することができる。フリーホイール部分には、例えば少なくとも１つの歯が設けられており、歯は、１つの極めて急峻な側面と、１つの極めてなだらかな側面とを有している。第１のフリーホイール部分が一方の回転方向に回転すると、噛み合う歯によって２つの部分の間にセルフロッキング形状嵌合部が形成され、これによりトルクを伝達することができる。第１のフリーホイール部分が他方の回転方向に回転すると、歯は互いにすり抜ける（slide past）ので、２つの部分の間にセルフロッキング形状嵌合部は形成されず、これにより、トルクを伝達することはできなくなる。よって、ばねが、例えばフリーホイール部分同士を互いに繰り返し押し付けてよい。例えばいくつかの歯、球またはその他の楔形要素を用いるような別の実施形態も考えられる。
【００２８】
好適には、トランスミッションスリーブは、カンチレバー式に取り付けられている。トランスミッションスリーブがカンチレバー式に取り付けられた結果として、測定ユニットを比較的自由に位置決めすることができ、測定ユニットのケーブル配線が単純化される。
【００２９】
本発明によると、ホイールハブは、ホイールハブトランスミッションユニットと、ピニオンハブキャリアにねじれ剛性的に取り付けられた少なくとも１つのピニオンとを有しており、ピニオンからハブ本体へ一方の回転方向においてのみトルクを伝達するために、ハブ本体は、駆動側カップリングを介してピニオンにねじれ剛性的に結合されている。ピニオンは、例えばスプライン軸結合によってピニオンハブキャリアに形状嵌合式に結合されることができる。例えば、いくつかのピニオンがピニオンハブキャリアに配置されてもよい。
【００３０】
本発明によると、補助駆動される車両は、ホイールハブと、測定した量でホイールハブを駆動するための制御装置を備えた駆動アセンブリと、トランスミッションスリーブの測定部を検出するための測定ユニットとを有しており、測定ユニットは、内部空間内に収容されており、制御装置は、駆動アセンブリの駆動トルクがホイールハブトランスミッションユニットにより伝達されるトルクに適合されるように、測定ユニットにより制御可能である。制御装置は、検出されたトルクおよび／または検出されたトルク回転速度に基づき、駆動アセンブリの駆動トルクを制御する。駆動アセンブリは、例えば車両の後輪のハブ、前輪のハブまたはペダルクランクに配置することができる。
【００３１】
好適には、補助駆動される車両は電動自転車である。電動自転車は、例えばペデレックであってもよい。ペデレックは、電動自転車の一実施形態であり、運転者がペダルを押すと同時に、電気機関がトルクを供給する。
【００３２】
例えば、ピニオンハブキャリアはアルミニウム合金から製造されており、トランスミッションスリーブは高強度非磁性鋼から製造されている。
【００３３】
以下では、添付の図面を用いて本発明の好適な実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ホイールハブの、本発明の好適な実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示した実施形態の長手方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図面から看取されるように、ホイールハブ１には、回転軸線２、ホイールハブトランスミッションユニット６、輪軸３６およびハブ本体３が含まれる。ハブ本体３および輪軸３６は、回転軸線２に対して同心状に配置されている。第１のホイールハブベアリング４およびトランスミッションスリーブベアリング１２は輪軸３６に配置されており、第１のホイールハブベアリング４とトランスミッションスリーブベアリング１２とは、第２のホイールハブベアリング５と共に、ハブ本体３を支持している。
【００３６】
ホイールハブトランスミッションユニット６には、ピニオンハブキャリア７、駆動側カップリング２６、出力側カップリング１４およびハブ本体３により形成された内部空間３１内に配置されたトランスミッションスリーブ１３が含まれる。トランスミッションスリーブ１３は、トランスミッションスリーブベアリング１２と第２のホイールハブベアリング５とにより、カンチレバー形式で支持されている。トランスミッションスリーブ１３は、出力側カップリング１４を介してハブ本体３に、ねじれ剛性的に結合されている。この連結は、例えば形状嵌合結合部２９により行われてよい。トランスミッションスリーブ１３は、加えて、駆動側カップリング２６により、少なくとも一方の回転方向においてねじれ剛性的に、ピニオンハブキャリア７に結合されている。このために駆動側カップリング２６は、第１のフリーホイール部分１０と第２のフリーホイール部分１１とを有している。第１のフリーホイール部分１０は、第１の形状嵌合結合部２７を介してピニオンハブキャリア７に、ねじれ剛性的にかつ軸方向に変位可能に結合されており、第２のフリーホイール部分１１は、第２の形状嵌合結合部２８を介してトランスミッションスリーブ１３に、ねじれ剛性的にかつ軸方向に変位可能に結合されている。加えて、駆動側カップリング２６は、第１のばね部分２４と第２のばね部分２５とを有している。これら２つのばね部分２４，２５は、第１のフリーホイール部分１０と第２のフリーホイール部分１１とを互いに押し離すように、駆動側カップリング２６に配置されている。本実施形態では、フリーホイール部分１０，１１は、１つの極めて急峻な側面と１つの極めてなだらかな側面とを有する、いくつかの歯を有している。側面の配列に基づき、歯は一方の回転方向においてのみ噛み合い、他方の回転方向では互いにすり抜ける。フリーホイール部分１０，１１は、例えばリングとして形成されており、一方の長手方向端部に鋸歯断面を有している。
【００３７】
第１のピニオンキャリアベアリング８と、第２のピニオンキャリアベアリング９とが、輪軸３６にさらに配置されている。これらのベアリング８，９により、ピニオンハブキャリア７は軸方向および半径方向において支持されている。第１のピニオンキャリアベアリング８と第２のピニオンキャリアベアリング９との間の必要な間隔は、第１の間隔スリーブ１６により保たれてよい。さらに、ベアリング８，９の軸方向位置は、第１の軸部分１７を介して調整することができる。第２のピニオンキャリアベアリング９とトランスミッションスリーブベアリング１２との間の必要な間隔は、第２の間隔スリーブ２２でもって調整することができる。輪軸３６は、その反対側の端部に、追加的な軸部分２０を有しており、第１のホイールハブベアリングの軸方向位置は、軸部分２０によって調整することができ、加えて軸部分２０は、貫通開口２３を有している。軸部分２０を輪軸３６と共にセンタリングするために、センタリングピン２１が設けられている。例えば、貫通開口２３を通して内部空間３１内へケーブルが送られてよい。ケーブル配線は、本実施形態では図示されていない。さらに、測定ユニット１５が、内部空間３１内でトランスミッションスリーブ１３のすぐ近くに配置されている。測定ユニット１５は、トランスミッションスリーブ１３の測定部３０において測定信号を検出する。この測定信号を用いて、トランスミッションスリーブ１３に加えられたトルクおよび／または主回転速度を導出することができる。
【００３８】
平面３２が、測定部３０の一方の長手方向端部を画定しており、この長手方向端部は、ピニオンハブキャリア７とは反対の側に面している。平面３２は、さらに回転軸線２に対して垂直に配置されている。図面には、２つのさらなる平面、すなわち第１の結合平面３３と第２の結合平面３４とが示されている。第１の結合平面３３は、ハブ本体３の、ピニオンハブキャリア７に面した長手方向端部に配置されており、第２の結合平面３４は、ハブ本体３の、ピニオンハブキャリア７とは反対の側に面した長手方向端部に配置されている。加えて、結合平面３３，３４は、回転軸線２に対して垂直にかつスポーク用の各結合位置３５間の中央で、ハブ本体３の長手方向端部のうちの一方に配置されている。
【００３９】
例えば汚れ粒子等の外部の影響に対して内部空間３１をシールするために、本実施形態では第１のシール部材１８と第２のシール部材１９とが設けられている。第１のシール部材１８は、ハブ本体３とトランスミッションスリーブ１３との間をシールし、第２のシール部材１９は、トランスミッションスリーブ１３とピニオンハブキャリア７との間をシールする。
【００４０】
ハブ本体３を駆動するために、回転駆動方向にしたがった向きのトルクが、ピニオンハブキャリア７にねじれ剛性的に取り付けられたピニオン（図示せず）に作用する。駆動側カップリング２６の第１のフリーホイール部分１０と、第２のフリーホイール部分１１とが形状嵌合結合部を形成し、トルクはピニオンからピニオンハブキャリア７および駆動側カップリング２６を介して、トランスミッションスリーブ１３に伝達される。トランスミッションスリーブ１３は、出力側カップリング１４を介してハブ本体３とねじれ剛性的に結合されていることにより、トランスミッションスリーブ１３の測定部３０がねじられる。測定部３０に配置された磁化パターンが、ねじれの強度に応じて変化する。この変化は測定ユニット１５により検出され、ケーブル配線により、貫通開口２３を通して外部へ案内される。検出される信号の伝達は、例えば無線であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  ホイールハブ
２  回転軸線
３  ハブ本体
４  第１のホイールハブベアリング
５  第２のホイールハブベアリング
６  ホイールハブトランスミッションユニット
７  ピニオンハブキャリア
８  第１のピニオンキャリアベアリング
９  第２のピニオンキャリアベアリング
１０  第１のフリーホイール部分
１１  第２のフリーホイール部分
１２  トランスミッションスリーブベアリング
１３  トランスミッションスリーブ
１４  出力側カップリング
１５  測定ユニット
１６  第１の間隔スリーブ
１７  第１の軸部分
１８  第１のシール部材
１９  第２のシール部材
２０  第２の軸部分
２１  センタリングピン
２２  第２の間隔スリーブ
２３  貫通開口
２４  第１のばね部分
２５  第２のばね部分
２６  駆動側カップリング
２７  第１の形状嵌合結合部
２８  第２の形状嵌合結合部
２９  第３の形状嵌合結合部
３０  測定部
３１  内部空間
３２  平面
３３  第１の結合平面
３４  第２の結合平面
３５  結合位置
３６  輪軸
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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