DE102016121546A1

DE102016121546A1 - Fahrradantriebseinheit

Info

Publication number: DE102016121546A1
Application number: DE102016121546.5A
Authority: DE
Inventors: Takashi Yamamoto
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2017-05-18
Also published as: CN106985955A; US20170137086A1; JP2017088134A

Abstract

Die Fahrradantriebseinheit umfasst einen ersten Planetenzahnradmechanismus, einen ersten Motor, einen zweiten Motor und ein Resultierende-Kraft-Element. Der erste Planetenzahnradmechanismus umfasst einen ersten Eingangskörper, einen ersten Ausgangskörper und einen ersten Getriebekörper, der die Drehung des ersten Eingangskörpers an den ersten Ausgangskörper überträgt. Der erste Motor ist ausgebildet, den ersten Eingangskörper zu drehen. Der zweite Motor ist ausgebildet, den ersten Getriebekörper zu drehen. Das Resultierende-Kraft-Element wird selektiv durch die Drehung des ersten Ausgangskörpers und durch eine manuelle Antriebskraft ohne Zwischenschaltung des ersten Planetenzahnradmechanismus gedreht.

Description

[TECHNISCHES GEBIET]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrradantriebseinheit.
[STAND DER TECHNIK]
Eine Fahrradantriebseinheit, die einen Motor zur Unterstützung einer manuellen Antriebskraft umfasst, ist bekannt. Außer einem Motor umfasst eine Fahrradantriebseinheit des Weiteren ein Untersetzungsgetriebe, das die Drehung des Motors abbremst und ausgibt, ein Resultierende-Kraft-Element, an das Drehung jeweils von dem Untersetzungsgetriebe und einer Kurbelwelle übertragen wird, und dergleichen. Patentschrift 1 offenbart ein Beispiel einer herkömmlichen Fahrradantriebseinheit.
[DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK]
[PATENTSCHRIFTEN]

[Patentschrift 1] Patent Nr. 2623419

[ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG]
[DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM]
Bei einer herkömmlichen Fahrradantriebseinheit ist die Drehgeschwindigkeit des Motors proportional zur Drehgeschwindigkeit der Kurbel. Da der Motor eine Kennlinie aufweist, bei der das Ausgangsdrehmoment sich in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit verändert, besteht das Risiko, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors nicht ausreichend sein wird, wodurch entweder die Unterstützungskraft verringert wird oder die Antriebseffizienz des Motors verringert wird, abhängig von der Drehgeschwindigkeit der Kurbel.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrradantriebseinheit vorzusehen, die eine Verringerung der Unterstützungskraft verhindern kann, die mit einer Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Kurbel einhergeht.
[MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE]

[1] Eine Ausführungsform einer Fahrradantriebseinheit nach der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrradantriebseinheit, umfassend: einen ersten Planetenzahnradmechanismus mit einem ersten Eingangskörper, einem ersten Ausgangskörper und einem ersten Getriebekörper, der eine Drehung des ersten Eingangskörpers an den ersten Ausgangskörper überträgt; einen ersten Motor, der ausgebildet ist, den ersten Eingangskörper zu drehen; einen zweiten Motor, der ausgebildet ist, den ersten Getriebekörper zu drehen; und ein Resultierende-Kraft-Element, das ausgebildet ist, eine Drehung des ersten Ausgangskörpers und eine Drehung durch eine manuelle Antriebskraft ohne Zwischenschaltung des ersten Planetenzahnradmechanismus zu empfangen.
[2] Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit ist das Resultierende-Kraft-Element um eine Achse einer Kurbelwelle herum vorgesehen, und ist um eine Drehachse der Kurbelwelle drehbar.
[3] Ein Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst des Weiteren ein Übertragungselement, das ausgebildet ist, eine Drehung des ersten Motors an den ersten Eingangskörper zu übertragen.
[4] Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst das Übertragungselement eine Ausgangswelle des ersten Motors.
[5] Ein Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst des Weiteren eine erste Freilaufkupplung, die ausgebildet ist, eine Drehung des Übertragungselements an den ersten Eingangskörper zu übertragen, während das Übertragungselement in einer ersten Richtung gedreht wird und während eine Drehgeschwindigkeit des ersten Eingangskörpers und eine Drehgeschwindigkeit des Übertragungselements gleich sind, und die erste Freilaufkupplung ist so an das Übertragungselement und den ersten Eingangskörper gekoppelt, dass sie die Drehung des Übertragungselements nicht an den ersten Eingangskörper überträgt, während die Drehgeschwindigkeit des ersten Eingangskörpers größer als die Drehgeschwindigkeit des Übertragungselements ist.
[6] Ein Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst des Weiteren einen ersten Untersetzungsmechanismus, der ausgebildet ist, eine Drehgeschwindigkeit des ersten Ausgangskörpers zu verringern und die Drehgeschwindigkeit des ersten Ausgangskörpers an das Resultierende-Kraft-Element zu übertragen.
[7] Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst der erste Untersetzungsmechanismus einen zweiten Planetenzahnradmechanismus, der einen zweiten Eingangskörper aufweist, der einen Dreheingang von dem ersten Ausgangskörper empfängt; einen zweiten Ausgangskörper, der eine Drehung an das Resultierende-Kraft-Element überträgt; und einen zweiten Getriebekörper, der eine Drehung des zweiten Eingangskörpers an den zweiten Ausgangskörper überträgt.
[8] Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit sind der erste Getriebekörper und der zweite Getriebekörper so miteinander integriert, dass sie synchron drehbar sind.
[9] Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit sind der erste Getriebekörper und der zweite Getriebekörper einzeln ausgebildet, so dass sie relativ drehbar sind.
[10] Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst der zweite Eingangskörper ein Sonnenzahnrad, das mit dem ersten Ausgangskörper gekoppelt ist, der zweite Ausgangskörper umfasst ein Planetenzahnrad, das mit dem zweiten Eingangskörper im Eingriff ist, und einen Träger, der das Planetenzahnrad drehbar lagert, und der zweite Getriebekörper umfasst ein Hohlzahnrad, das mit dem zweiten Ausgangskörper im Eingriff ist.
[11] Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst der erste Eingangskörper ein Sonnenzahnrad, das mit dem ersten Motor gekoppelt ist, der erste Ausgangskörper umfasst ein Planetenzahnrad, das mit dem ersten Eingangskörper im Eingriff ist, und einen Träger, der das Planetenzahnrad drehbar lagert, und der erste Getriebekörper umfasst ein Hohlzahnrad, das mit dem ersten Ausgangskörper im Eingriff ist.
[12] Ein Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst des Weiteren einen zweiten Untersetzungsmechanismus, der ausgebildet ist, eine Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors zu verringern und die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors an den ersten Getriebekörper zu übertragen.
[13] Ein Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst des Weiteren ein Gehäuse, das den ersten Planetenzahnradmechanismus, den ersten Motor und den zweiten Motor lagert.
[14] Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit ist der zweite Getriebekörper drehfest bezüglich des Gehäuses.
[15] Ein Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst des Weiteren eine zweite Freilaufkupplung, die ausgebildet ist, eine Drehung des ersten Getriebekörpers in einer vorgegebenen Richtung zu verhindern.
[16] Ein Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst des Weiteren eine Steuereinrichtung, die ausgebildet ist, den ersten Motor und den zweiten Motor zu steuern.
[17] Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit ist die Steuereinrichtung ausgebildet, den ersten Motor und den zweiten Motor in Abhängigkeit von der manuellen Antriebskraft und der Drehgeschwindigkeit der Kurbel zu steuern.
[18] Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit ist, wenn die Drehgeschwindigkeit der Kurbel größer als eine vorgegebene Geschwindigkeit wird, die Steuereinrichtung ausgebildet, die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors so zu steuern, dass sie größer als die Drehgeschwindigkeit desselben ist, als wenn die Drehgeschwindigkeit der Kurbel bei der vorgegebenen Geschwindigkeit liegt oder kleiner ist.
[19] Nach einem Beispiel der Fahrradantriebseinheit ist die Steuereinrichtung ausgebildet, die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Kurbel kontinuierlich zu verändern.
[20] Ein Beispiel der Fahrradantriebseinheit umfasst des Weiteren die Kurbelwelle.

[WIRKUNGEN DER ERFINDUNG]
Die Fahrradantriebseinheit der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, eine Verringerung der Unterstützungskraft zu unterdrücken, die mit einer Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Kurbel einhergeht.
[KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN]
1 ist eine Seitenansicht eines Antriebsstrangs eines elektrisch unterstützten Fahrrads, das mit einer Fahrradantriebseinheit gemäß der ersten Ausführungsform ausgestattet ist.
2 ist eine Querschnittsansicht der Fahrradantriebseinheit entlang der Schnittlinie 2-2 in 1 gesehen.
3 ist eine Querschnittsansicht der Fahrradantriebseinheit nach einer zweiten Ausführungsform.
4 ist ein Schemadiagramm der Fahrradantriebseinheit nach einer ersten Abwandlung.
5 ist ein Schemadiagramm der Fahrradantriebseinheit nach einer zweiten Abwandlung.
6 ist ein Schemadiagramm der Fahrradantriebseinheit nach einer dritten Abwandlung.
7 ist ein Schemadiagramm der Fahrradantriebseinheit nach einer vierten Abwandlung.
8 ist ein Schemadiagramm der Fahrradantriebseinheit nach einer fünften Abwandlung.
[AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG]
(Ausführungsform 1)
Ein elektrisch unterstütztes Fahrrad 10, das in 1 gezeigt wird, umfasst eine Fahrradantriebseinheit (hiernach als "Antriebseinheit 30" bezeichnet) nach einer ersten Ausführungsform. Bei einem Beispiel umfasst das elektrisch unterstützte Fahrrad 10 des Weiteren ein Paar Kurbelarme 12, ein Paar Pedale 16, ein vorderes Ritzel 18, ein hinteres Ritzel 20, eine Kette 22 und eine erste Kupplung 24.
Die Kurbelarme 12 sind an die gegenüberliegenden Enden einer Kurbelwelle 32 in einem Zustand gekoppelt, in dem sie einstückig mit der Kurbelwelle 32 der Antriebseinheit 30 drehbar sind. Die Kurbelarme 12 bilden zusammen mit der Kurbelwelle 32 eine Kurbel. Die Pedale 16 umfassen jeweils einen Pedalhauptkörper 17 und eine Pedalwelle 14. Die Pedalwellen 14 sind jeweils mit den Kurbelarmen 12 gekoppelt. Die Pedalhauptkörper 17 sind jeweils an den Pedalwellen 14 in einem Zustand gelagert, in dem sie bezüglich der Pedalwellen 14 drehbar sind.
Das vordere Ritzel 18 ist mit der Antriebseinheit 30 über ein Resultierende-Kraft-Element 42 der Antriebseinheit 30 gekoppelt. Das hintere Ritzel 20 ist über die erste Kupplung 24 mit einem Hinterrad (nicht gezeigt) des elektrisch unterstützten Fahrrads 10 gekoppelt. Die erste Kupplung 24 ist eine Freilaufkupplung, die die Drehung des vorderen Ritzels 18 an das Hinterrad überträgt, und die die Drehung des Hinterrades nicht an das vordere Ritzel 18 überträgt. Die Kette 22 ist mit dem vorderen Ritzel 18 und dem hinteren Ritzel 20 in Eingriff.
Die Funktion der Antriebseinheit 30 ist es, die manuelle Antriebskraft zu unterstützen, die in die Kurbelwelle 32 eingeleitet wird. Die Antriebseinheit 30 ist an einem Rahmen des elektrisch unterstützten Fahrrads 10 montiert und ist bezüglich des Rahmens lösbar. Ein Beispiel eines Mittels, um die Antriebseinheit 30 und den Rahmen zu verbinden, sind Schrauben. Eine Batterie (nicht gezeigt) ist am Rahmen des elektrisch unterstützten Fahrrads 10 montiert. Die Batterie (nicht gezeigt) ist ausgebildet, die Antriebseinheit 30 mit elektrischer Energie zu versorgen.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Fahrradantriebseinheit 30 einen ersten Planetenzahnradmechanismus 36, einen ersten Motor 38, einen zweiten Motor 40 und ein Resultierende-Kraft-Element 42. Ein Beispiel des ersten Motors 38 ist ein Elektromotor. Ein Beispiel des zweiten Motors 40 ist ein Elektromotor. Bei einem Beispiel umfasst die Antriebseinheit 30 des Weiteren eine Kurbelwelle 32, ein Gehäuse 44, ein Übertragungselement 46, einen ersten Untersetzungsmechanismus (erstes Untersetzungsgetriebe) 48, einen zweiten Untersetzungsmechanismus (zweites Untersetzungsgetriebe) 50, eine erste Freilaufkupplung 52, eine zweite Freilaufkupplung 54 und eine Steuereinrichtung 56.
Die Kurbelwelle 32 wird durch die Antriebseinheit 30 in einem Zustand gelagert, in dem sie bezüglich der Antriebseinheit 30 drehbar ist. Beide Enden der Kurbelwelle 32 ragen aus dem Gehäuse 44 heraus. Der erste Planetenzahnradmechanismus 36, der erste Motor 38, der zweite Motor 40, das Übertragungselement 46, die erste Freilaufkupplung 52, die zweite Freilaufkupplung 54, der erste Untersetzungsmechanismus 48 und die Steuereinrichtung 56 sind im Gehäuse 44 vorgesehen.
Die Drehung des ersten Ausgangskörpers 64, der später beschrieben wird, wird an das Resultierende-Kraft-Element 42 übertragen, und die Drehung durch die manuelle Antriebskraft wird ohne Zwischenschaltung des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 aufgebracht. Das Resultierende-Kraft-Element 42 umfasst eine Hohlwelle 58 und ein Zahnrad 60. Die Hohlwelle 58 ist im Gehäuse 44 in einem Zustand gelagert, in dem sie bezüglich des Gehäuses 44 drehbar ist. Das Resultierende-Kraft-Element 42 ist um die Drehachse der Kurbelwelle 32 herum vorgesehen. Das Resultierende-Kraft-Element 42 ist ausgebildet, sich um die Drehachse der Kurbelwelle 32 herum zu drehen. Ein Ende 58A der Hohlwelle 58 ragt von dem Gehäuse 44 hervor. Die Kurbelwelle 32 ist in die Hohlwelle 58 eingesteckt, so dass beide Enden von der Hohlwelle 58 und dem Gehäuse 44 hervorragen. Die Kurbelwelle 32 ist in dem Gehäuse 44 über die Hohlwelle 58 gelagert. Das Zahnrad 60 ist an der Hohlwelle 58 in einem Zustand befestigt, in dem sie bezüglich der Hohlwelle 58 drehfest ist. Das Zahnrad 60 ist koaxial mit der Hohlwelle 58 vorgesehen. In einem weiteren Beispiel kann das Zahnrad 60 einstückig mit der Hohlwelle 58 während der Bildung der Hohlwelle 58 ausgebildet werden.
Die zweite Kupplung 34 ist zwischen dem Außenrand der Kurbelwelle 32 und dem Innenrand des Resultierende-Kraft-Elements 42 vorgesehen. Die zweite Kupplung ist eine Freilaufkupplung. Die zweite Kupplung 34 überträgt eine Drehung von der Kurbelwelle 32 an das Resultierende-Kraft-Element 42, während die Kurbelwelle 32 vorwärts gedreht wird. Die zweite Kupplung 34 ist mit der Kurbelwelle 32 und dem Resultierende-Kraft-Element 42 so gekoppelt, dass sie eine Drehung von der Kurbelwelle 32 nicht an das Resultierende-Kraft-Element 42 überträgt, während die Kurbelwelle 32 rückwärts gedreht wird.
Das vordere Ritzel 18 ist an der Seite des Gehäuses 44 angeordnet und befindet sich außerhalb des Gehäuses 44. Das vordere Ritzel 18 ist an der Antriebseinheit 30 durch eine Schraube B befestigt. Die Schraube B ist in das Resultierende-Kraft-Element 42 geschraubt, so dass das vordere Ritzel 18 zwischen dem Resultierende-Kraft-Element 42 und der Schraube B fixiert ist.
Wenn eine manuelle Antriebskraft in die Pedale 16 in einer Vorwärtsrichtung zum Drehen der Kurbelwelle 32 eingeleitet wird, wie in 1 gezeigt, dann wird die Kurbelwelle 32 bezüglich des Rahmens des elektrisch unterstützten Fahrrads 10 ebenfalls vorwärts gedreht. In diesem Fall wird die Drehung der Kurbelwelle 32 auf das vordere Ritzel 18 über die zweite Kupplung 34 und das Resultierende-Kraft-Element 42 übertragen, und die Drehung des vorderen Ritzels 18 wird auf das hintere Ritzel 20 über die Kette 22 übertragen. Wenn eine manuelle Antriebskraft in die Pedale 16 in einer Rückwärtsrichtung zum Drehen der Kurbelwelle 32 eingeleitet wird, dann wird die Kurbelwelle 32 bezüglich des Rahmens ebenfalls rückwärts gedreht. In diesem Fall wird die Drehung der Kurbelwelle 32 durch die Wirkung der zweiten Kupplung 34 nicht an das Resultierende-Kraft-Element 42 und das vordere Ritzel 18 übertragen.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der erste Planetenzahnradmechanismus 36 einen ersten Eingangskörper 62, einen ersten Ausgangskörper 64 und einen ersten Getriebekörper 66.
Der erste Eingangskörper 62 umfasst ein Sonnenzahnrad 62A, das mit dem Übertragungselement 46 des ersten Motors 38 gekoppelt ist. Das Sonnenzahnrad 62A ist am Außenrand des Übertragungselements 46 vorgesehen. Das Sonnenzahnrad 62A ist einstückig mit dem Übertragungselement 46 drehbar. Eine erste Freilaufkupplung 52 ist zwischen dem Sonnenzahnrad 62A und dem Übertragungselement 46 vorgesehen. Die erste Freilaufkupplung 52 verhindert, dass der erste Motor 38 dadurch gedreht wird, dass die manuelle Antriebskraft übertragen wird, während die Kurbelwelle 32 vorwärts gedreht wird. Die Vorwärtsdrehung der Kurbelwelle 32 ist die Drehrichtung der Kurbelwelle 32, während sich das elektrisch unterstützte Fahrrad 10 vorwärts bewegt. Die erste Freilaufkupplung 52 ist beispielsweise eine Rollenkupplung. Die erste Freilaufkupplung 52 überträgt die Drehung des Übertragungselements 46 an den ersten Eingangskörper 62, während das Übertragungselement 46 in einer ersten Richtung gedreht wird und während die Drehgeschwindigkeit des ersten Eingangskörpers 62 und die Drehgeschwindigkeit des Übertragungselements 46 gleich sind. Die erste Freilaufkupplung 52 ist so an das Übertragungselement 46 und den ersten Eingangskörper 62 gekoppelt, dass sie die Drehung des Übertragungselements 46 nicht an den ersten Eingangskörper 62 überträgt, während die Drehgeschwindigkeit des ersten Eingangskörpers 62 größer als die Drehgeschwindigkeit des Übertragungselements 46 ist. Die erste Freilaufkupplung 52 verhindert, dass der erste Motor 38 durch die manuelle Antriebskraft gedreht wird, während die Kurbelwelle 32 vorwärts gedreht wird.
Der erste Ausgangskörper 64 umfasst eine Mehrzahl von Planetenzahnrädern 64A und einen Träger 64B. Die Planetenzahnräder 64A sind mit dem ersten Eingangskörper 62 im Eingriff. Der Träger 64B lagert die Planetenzahnräder 64A drehbar. Der erste Planetenzahnradmechanismus 36 umfasst bevorzugt eine Mehrzahl der Planetenzahnräder 64A. Jedoch kann der erste Planetenzahnradmechanismus 36 auch nur eines der Planetenzahnräder 64A aufweisen.
Der erste Getriebekörper 66 überträgt die Drehung des ersten Eingangskörpers 62 an den ersten Ausgangskörper 64. Der erste Getriebekörper 66 umfasst ein Hohlzahnrad 66A, das mit dem ersten Ausgangskörper 64 im Eingriff ist. Das Hohlzahnrad 66A ist um das Sonnenzahnrad 62A herum so angeordnet, dass es koaxial mit dem Sonnenzahnrad 62A angeordnet ist. Der erste Getriebekörper 66 ist über die zweite Freilaufkupplung 54 in dem Gehäuse 44 gelagert. Die zweite Freilaufkupplung 54 ist beispielsweise eine Rollenkupplung. Die zweite Freilaufkupplung 54 verhindert eine Drehung des ersten Getriebekörpers 66 in einer vorgegebenen Richtung. Das heißt, der erste Getriebekörper 66 ist in einer ersten Richtung bezüglich des Gehäuses 44 drehbar, und ist in einer zweiten Richtung bezüglich des Gehäuses 44 drehfest.
Die Planetenzahnräder 64A sind zwischen dem Sonnenzahnrad 62A und dem Hohlzahnrad 66A angeordnet. Die Planetenzahnräder 64A sind mit dem Sonnenzahnrad 62A und dem Hohlzahnrad 66A in Eingriff. Der Träger 64B lagert die Planetenzahnräder 64A über eine Mehrzahl von Planetenzapfen 64C drehbar. Die Planetenzapfen 64C verlaufen in der Axialrichtung durch die Planetenzahnräder 64A. In einem weiteren Beispiel können die Planetenzapfen 64C einstückig mit den Planetenzahnrädern 64A gedreht werden und drehbar in dem Träger 64B gelagert sein.
Der erste Untersetzungsmechanismus 48 ist ausgebildet, die Drehgeschwindigkeit des ersten Ausgangskörpers 64 zu verringern und die Drehung des ersten Ausgangskörpers 64 an das Resultierende-Kraft-Element 42 zu übertragen. Der erste Untersetzungsmechanismus 48 umfasst einen zweiten Planetenzahnradmechanismus 48A. Der zweite Planetenzahnradmechanismus 48A ist koaxial mit dem ersten Planetenzahnradmechanismus 36 vorgesehen. Der zweite Planetenzahnradmechanismus 48A ist in einer dem ersten Planetenzahnradmechanismus 36 in der Axialrichtung des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 benachbarten Position angeordnet.
Der zweite Planetenzahnradmechanismus 48A umfasst einen zweiten Eingangskörper 68, einen zweiten Ausgangskörper 70 und einen zweiten Getriebekörper 72.
Die Drehung des ersten Ausgangskörpers 64 wird in den zweiten Eingangskörper 68 eingeleitet. Der zweite Eingangskörper 68 umfasst ein Sonnenzahnrad 68A, das mit dem ersten Ausgangskörper 64 gekoppelt ist. Das Sonnenzahnrad 68A ist am Außenrand des ersten Ausgangskörpers 64 vorgesehen. Das Sonnenzahnrad 68A wird einstückig mit dem ersten Ausgangskörper 64 gedreht. Die Gesamtzahl der Zähne des Sonnenzahnrads 68A des zweiten Eingangskörpers 68 ist bevorzugt gleich der Gesamtzahl der Zähne des Sonnenzahnrads 62A des ersten Eingangskörpers 62.
Der zweite Ausgangskörper 70 umfasst eine Mehrzahl von Planetenzahnrädern 70A und einen Träger 70B. Die Planetenzahnräder 70A sind mit dem zweiten Eingangskörper 68 im Eingriff. Der Träger 70B lagert die Planetenzahnräder 70A drehbar. Der zweite Planetenzahnradmechanismus 48A umfasst bevorzugt eine Mehrzahl der Planetenzahnräder 70A. Jedoch kann der zweite Planetenzahnradmechanismus 48A auch nur eines der Planetenzahnräder 70A aufweisen. Der Träger 70B lagert die Planetenzahnräder 70A über eine Mehrzahl von Planetenzapfen 70C drehbar. Die Planetenzapfen 70C verlaufen in der Axialrichtung durch die Planetenzahnräder 70A. In einem weiteren Beispiel können sich die Planetenzapfen 70C einstückig mit der Mehrzahl von Planetenzahnrädern 70A drehen und drehbar in dem Träger 70B gelagert sein.
Die Gesamtzahl der Zähne der Planetenzahnräder 70A des zweiten Ausgangskörpers 70 ist bevorzugt gleich der Gesamtzahl der Zähne der Planetenzahnräder 64A des ersten Ausgangskörpers 64. Das Zahnrad 70D ist am Außenrandteil des zweiten Ausgangskörpers 70 vorgesehen. Das Zahnrad 70D ist koaxial mit dem zweiten Ausgangskörper 70 vorgesehen. Das Zahnrad 70D ist mit dem Zahnrad 60 im Eingriff, das am Außenrand des Resultierende-Kraft-Elements 42 vorgesehen ist. Das heißt, der zweite Ausgangskörper 70 überträgt eine Drehung an das Resultierende-Kraft-Element 42. Das Zahnrad 70D und das Zahnrad 60 stellen den Untersetzungsmechanismus dar. Die Drehung des zweiten Ausgangskörpers 70 wird bevorzugt abgebremst und an das Resultierende-Kraft-Element 42 übertragen. Die Drehung kann von dem zweiten Ausgangskörper 70 an das Resultierende-Kraft-Element 42 durch Zwischenschaltung eines weiteren Zahnrads zwischen dem Zahnrad 70D und dem Zahnrad 60 übertragen werden, oder die Drehung kann von dem zweiten Ausgangskörper 70 an das Resultierende-Kraft-Element 42 durch ein ringförmiges Element übertragen werden. Das ringförmige Element ist beispielsweise ein Riemen, der auf den zweiten Ausgangskörper 70 und das Resultierende-Kraft-Element 42 gewickelt ist. Wenn die Drehrichtung des zweiten Ausgangskörpers 70 und die Drehrichtung des Resultierende-Kraft-Elements 42 durch das Übertragen der Drehung von dem zweiten Ausgangskörper 70 an das Resultierende-Kraft-Element 42 durch ein ringförmiges Element oder durch Zwischenschaltung eines weiteren Zahnrads zwischen dem Zahnrad 70D und dem Zahnrad 60 dieselbe Richtung werden, sollten die Antriebsrichtungen des ersten Motors 38 und des zweiten Motors 40 den Orientierungen der ersten Freilaufkupplung 52 und der zweiten Freilaufkupplung 54 entgegen gerichtet werden. Das Drehmoment des ersten Motors 38 und das Drehmoment, das auf die Kurbelwelle 32 ausgeübt wird, werden in dem Resultierende-Kraft-Element 42 kombiniert. Die Drehung des ersten Motors 38 wird im ersten Planetenzahnradmechanismus 36 verschoben und dann an das Resultierende-Kraft-Element 42 übertragen. Die Drehung, die der Kurbelwelle 32 hinzugefügt wird, wird an das Resultierende-Kraft-Element 42 übertragen, ohne verschoben zu werden.
Der zweite Getriebekörper 72 überträgt die Drehung des zweiten Eingangskörpers 68 an den zweiten Ausgangskörper 70. Der zweite Getriebekörper 72 umfasst ein Hohlzahnrad 72A, das mit dem zweiten Ausgangskörper 70 im Eingriff ist. Die Gesamtzahl der Zähne des Hohlzahnrads 72A des zweiten Getriebekörpers 72 ist bevorzugt gleich der Gesamtzahl der Zähne des Hohlzahnrads 66A des ersten Getriebekörpers 66. Der erste Getriebekörper 66 und der zweite Getriebekörper 72 so miteinander integriert, dass sie synchron drehbar sind. Dementsprechend ist der zweite Getriebekörper 72 in einer ersten Richtung bezüglich des Gehäuses 44 drehbar, und ist in einer zweiten Richtung bezüglich des Gehäuses 44 drehfest. Der erste Getriebekörper 66 und der zweite Getriebekörper 72 können einstückig ausgebildet sein, oder als separate Körper ausgebildet und miteinander integriert werden, indem sie miteinander gekoppelt werden.
Der erste Motor 38 ist in dem Gehäuse 44 gelagert. Der erste Motor 38 umfasst eine Ausgangswelle und einen Hauptkörper 38A. Der Hauptkörper 38A umfasst einen Rotor und einen Stator (beide nicht dargestellt). Das Übertragungselement 46 umfasst eine Ausgangswelle des ersten Motors 38. Das Übertragungselement 46 überträgt die Drehung des ersten Motors 38 an den ersten Eingangskörper 62. Das heißt, der erste Motor 38 ist ausgebildet, den ersten Eingangskörper 62 zu drehen. Der erste Motor 38 ist koaxial mit dem ersten Planetenzahnradmechanismus 36 vorgesehen. Der erste Motor 38 ist an der gegenüberliegenden Seite des ersten Untersetzungsmechanismus 48 gegenüber von dem ersten Planetenzahnradmechanismus 36 bezüglich der Axialrichtung des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 angeordnet.
Der zweite Motor 40 ist ausgebildet, den ersten Getriebekörper 66 zu drehen. Der zweite Motor 40 ist in dem Gehäuse 44 gelagert. Der zweite Motor 40 umfasst einen Hauptkörper 40A und eine Ausgangswelle 40B. Der Hauptkörper 40A umfasst einen Rotor und einen Stator (beide nicht dargestellt). Der zweite Motor 40 ist außerhalb des ersten Motors 38 bezüglich der Radialrichtung angeordnet. Die Drehachse des zweiten Motors 40 ist parallel zu der Drehachse des ersten Motors 38. Ein Zahnrad 40C ist an der Ausgangswelle 40B des zweiten Motors 40 vorgesehen. Die Drehung des zweiten Motors 40 wird an den ersten Getriebekörper 66 über den zweiten Untersetzungsmechanismus 50 übertragen. Das Zahnrad 40C kann an die Ausgangswelle 40B über eine Freilaufkupplung gekoppelt werden, um zu verhindern, dass der Motor 40 dadurch gedreht wird, dass die manuelle Antriebskraft übertragen wird, während die Kurbelwelle 32 vorwärts gedreht wird.
Der zweite Untersetzungsmechanismus 50 ist ausgebildet, die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors 40 zu verringern, und überträgt die Drehung des zweiten Motors 40 an den ersten Getriebemechanismus 66. Der zweite Untersetzungsmechanismus 50 umfasst ein Zahnrad 40C, das an der Ausgangswelle 40B des zweiten Motors 40 vorgesehen ist, einen Lagerkörper 74, der ein Zahnrad 74A an einem Außenrand aufweist, und ein Zahnrad 66B, das an dem Außenrand des ersten Getriebekörpers 66 vorgesehen ist. Das Zahnrad 74A ist koaxial mit dem Lagerkörper 74 vorgesehen und dreht sich einstückig mit dem Lagerkörper 74. Der Lagerkörper 74 ist eine Welle und ist drehbar im Gehäuse 44 vorgesehen. Der Lagerkörper 74 kann am Gehäuse 44 fixiert werden und das Zahnrad 74A drehbar lagern. Das Zahnrad 74A ist mit dem Zahnrad 40C in Eingriff. Das Zahnrad 74A ist auch mit dem Zahnrad 66B in Eingriff. Das Zahnrad 66B ist koaxial mit dem ersten Getriebekörper 66 vorgesehen. Die Gesamtzahl der Zähne des Zahnrads 74A ist größer als die Gesamtzahl der Zähne des Zahnrads 40C. Die Gesamtzahl der Zähne des Zahnrads 66B ist größer als die Gesamtzahl der Zähne des Zahnrads 74A. Bei dem zweiten Untersetzungsmechanismus 50 kann das Zahnrad 74A weggelassen werden, und das Zahnrad 40C und das Zahnrad 66B können in Eingriff gebracht werden. In diesem Fall sollte die Antriebsrichtung des zweiten Motors 40 umgekehrt werden. Die Gesamtzahl der Zahnräder, die in dem Untersetzungsmechanismus 50 enthalten sind, ist nicht beschränkt.
Die Antriebseinheit 30 umfasst des Weiteren einen Drehmomentsensor 76 und einen Drehgeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt). Der Drehmomentsensor 76 ist beispielsweise ein Dehnungsmesser, ein Halbleiter-Dehnungssensor oder ein magnetostriktiver Sensor. Der Drehmomentsensor 76 ist an der Hohlwelle 58 des Resultierende-Kraft-Elements 42 befestigt. Der Drehmomentsensor 76 detektiert das Drehmoment, das auf das Resultierende-Kraft-Element 42 aufgebracht wird.
Wenn die Drehung der Kurbelwelle 32 an das Resultierende-Kraft-Element 42 übertragen wird und die Drehungen des ersten Motors 38 und des zweiten Motors 40 nicht an das Resultierende-Kraft-Element 42 übertragen werden, gibt der Drehmomentsensor 76 ein Signal an die Steuereinrichtung 56 aus, das die manuelle Antriebskraft widerspiegelt, die in die Kurbelwelle 32 eingeleitet wird. Wenn die Drehung der Kurbelwelle 32, die Drehung des ersten Motors 38 und die Drehung des zweiten Motors 40 an das Resultierende-Kraft-Element 42 übertragen werden, gibt der Drehmomentsensor 76 ein Signal an die Steuereinrichtung 56 aus, das das Drehmoment widerspiegelt, das dadurch erhalten wird, dass die manuelle Antriebskraft, die in die Kurbelwelle 32 eingeleitet wird, das Drehmoment des ersten Motors 38 und das Drehmoment des zweiten Motors 40 kombiniert werden, die über den ersten Planetenzahnradmechanismus 36 und den ersten Untersetzungsmechanismus 48 übertragen werden.
Der Drehgeschwindigkeitssensor umfasst einen Trittfrequenzsensor, der die Drehgeschwindigkeit der Kurbel detektiert. Der Trittfrequenzsensor detektiert beispielsweise einen Magneten, der an der Kurbelwelle 32 vorgesehen ist. Der Trittfrequenzsensor umfasst einen Magnetismus-Detektionssensor, wie etwa einen Reedschalter oder ein Hall-Element. Der Trittfrequenzsensor gibt ein Signal, das der Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 32 entspricht, an die Steuereinrichtung 56 aus. Der Trittfrequenzsensor kann auch ausgebildet sein, einen Magneten zu detektieren, der an dem Kurbelarm 12 vorgesehen ist. In diesem Fall gibt der Trittfrequenzsensor ein Signal, das der Drehgeschwindigkeit des Kurbelarms 12 entspricht, an die Steuereinrichtung 56 aus. Der Drehgeschwindigkeitssensor kann ferner einen Geschwindigkeitssensor umfassen, der die Drehgeschwindigkeit des Vorderrades oder des Hinterrades des elektrisch unterstützten Fahrrads 10 detektiert. Die Steuereinrichtung 56 berechnet die Drehgeschwindigkeit der Kurbel basierend auf dem Detektionsergebnis des Drehgeschwindigkeitssensors.
Die Steuereinrichtung 56 steuert den ersten Motor 38 und den zweiten Motor 40. Die Steuereinrichtung 56 steuert die Drehungen des ersten Motors 38 und des zweiten Motors 40 in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Kurbel. Bei einem Beispiel steuert die Steuereinrichtung 56 die Ausgänge des ersten Motors 38 und des zweiten Motors 40 basierend auf der manuellen Antriebskraft, die durch den Drehmomentsensor 76 detektiert wird, und der Drehgeschwindigkeit der Kurbel und der Fahrtgeschwindigkeit des elektrisch unterstützten Fahrrads 10, die durch den Drehgeschwindigkeitssensor detektiert werden.
Wenn die Drehgeschwindigkeit der Kurbel größer als eine vorgegebene Geschwindigkeit wird, steuert die Steuereinrichtung 56 die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors 40 so, dass sie größer als die Drehgeschwindigkeit desselben ist, wenn die Drehgeschwindigkeit der Kurbel bei der vorgegebenen Geschwindigkeit liegt oder kleiner ist. Die Steuereinrichtung 56 kann die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors 40 kontinuierlich oder schrittweise verändern, in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Kurbel. Die Steuereinrichtung 56 kann den zweiten Motor anhalten, wenn die Drehgeschwindigkeit der Kurbel kleiner oder gleich einer vorgegebenen Geschwindigkeit ist, und den zweiten Motor 40 bei einer festgelegten Geschwindigkeit drehen, die im Vorhinein festgelegt wird, wenn die Drehgeschwindigkeit der Kurbel größer als eine vorgegebene Geschwindigkeit wird.
Die Beziehung zwischen dem zweiten Motor 40 und dem Übersetzungsverhältnis γX des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 wird beschrieben. Das Übersetzungsverhältnis γX ist die Drehfrequenz des ersten Ausgangskörpers 64 relativ zur Drehfrequenz des ersten Eingangskörpers 62 und wird kleiner, während die Drehung des ersten Eingangskörpers 62 abgebremst wird.
Die Steuereinrichtung 56 dreht den ersten Eingangskörper 62 in der ersten Richtung, in dem sie den ersten Motor 38 dreht. Wenn der erste Eingangskörper 62 in der ersten Richtung gedreht wird, wird eine Drehung in der Richtung, in der sich das elektrisch unterstützte Fahrrad 10 vorwärts bewegt, an das Resultierende-Kraft-Element 42 übertragen. Wenn der erste Getriebekörper 66 nicht relativ zum Gehäuse 44 gedreht wird, wird die Drehung des ersten Eingangskörpers 62 abgebremst und von dem ersten Ausgangskörper 64 an den zweiten Eingangskörper 68 ausgegeben. Das heißt, das Übersetzungsverhältnis γX des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 ist kleiner als "1".
Die Steuereinrichtung 56 dreht den ersten Getriebekörper 66 in der ersten Richtung, in dem sie den zweiten Motor 40 dreht. Das Übersetzungsverhältnis γX des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 wird erhöht, während die Drehgeschwindigkeit des ersten Getriebekörpers 66 in der ersten Richtung erhöht wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit des ersten Getriebekörpers 66 in der ersten Richtung gleich dem ersten Eingangskörper 62 wird, wird das Übersetzungsverhältnis γX des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 "1". Das heißt, die Steuereinrichtung 56 ist ausgebildet, das Übersetzungsverhältnis γX kontinuierlich zu verδndern, indem sie die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors 40 steuert. Das άbersetzungsverhδltnis γX kann von einem Wert kleiner als "1" zu "1" verändert werden, indem der zweite Motor 40 gesteuert wird.
Die Beziehung zwischen dem zweiten Motor 40 und dem Übersetzungsverhältnis γY des ersten Untersetzungsmechanismus 48 wird beschrieben.
Wenn der zweite Getriebekörper 72 nicht relativ zum Gehäuse 44 gedreht wird, wird die Drehung des zweiten Eingangskörpers 68 abgebremst und von dem ersten Ausgangskörper 64 ausgegeben. Das heißt, das Übersetzungsverhältnis γY des zweiten Planetenzahnradmechanismus 48A ist kleiner als "1". Das Übersetzungsverhältnis γY ist die Drehfrequenz des zweiten Ausgangskörpers 70 relativ zur Drehfrequenz des zweiten Eingangskörpers 68.
Die Steuereinrichtung 56 dreht den zweiten Getriebekörper 72 in der ersten Richtung, in dem sie den zweiten Motor 40 dreht. Das Übersetzungsverhältnis γY des zweiten Planetenzahnradmechanismus 48A wird erhöht, während die Drehgeschwindigkeit des zweiten Getriebekörpers 72 in der ersten Richtung erhöht wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit des zweiten Getriebekörpers 72 in der ersten Richtung gleich dem zweiten Eingangskörper 68 wird, wird das Übersetzungsverhältnis γY des zweiten Planetenzahnradmechanismus 48A "1". Das heißt, die Steuereinrichtung 56 ist ausgebildet, das Übersetzungsverhältnis γY kontinuierlich zu verändern, indem sie die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors 40 steuert. Das Übersetzungsverhältnis γY kann von einem Wert kleiner als "1" zu "1" verändert werden, indem der zweite Motor 40 gesteuert wird.
Der erste Getriebekörper 66 und der zweite Getriebekörper 72 werden einstückig gedreht. Dementsprechend korrelieren das Übersetzungsverhältnis γX des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 und das Übersetzungsverhältnis γY des ersten Untersetzungsmechanismus 48. Das Übersetzungsverhältnis γY des ersten Untersetzungsmechanismus 48 wird erhöht, während das Übersetzungsverhältnis γX des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 erhöht wird.
Die Drehung, die durch den ersten Planetenzahnradmechanismus 36 und den ersten Untersetzungsmechanismus 48 abgebremst wird, wird weiter durch den zweiten Untersetzungsmechanismus 50 abgebremst und an das Resultierende-Kraft-Element 42 übertragen. Das heißt, das Drehmoment des ersten Ausgangskörpers 64 und das Drehmoment der Kurbelwelle 32 werden in dem Resultierende-Kraft-Element 42 kombiniert.
Die Wirkweise und Effekte der Antriebseinheit 30 werden nun beschrieben.

(1) Die Antriebseinheit 30 umfasst einen ersten Planetenzahnradmechanismus 36, der die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 38 verändert und die Drehung des ersten Motors 38 an das Resultierende-Kraft-Element 42 überträgt. Es ist möglich, das Übersetzungsverhältnis des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 durch Antreiben des zweiten Motors 40 zu verändern. Nach diesem Aufbau wird es einfach, die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 38 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs zu unterdrücken; daher ist es möglich, eine Verringerung der Unterstützungskraft zu verhindern, die mit einer Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Kurbel einhergeht.
(2) Da eine zweite Freilaufkupplung 54 vorgesehen ist, ist die Antriebseinheit 30 ausgebildet, die Drehung des ersten Motors 38 von dem ersten Planetenzahnradmechanismus 36 auszugeben, auch wenn die Energie an den zweiten Motor 40 gestoppt wird. Dementsprechend ist es möglich, zur Energieersparnis beizutragen.
(3) Da der erste Getriebekörper 66 und der zweite Getriebekörper 72 integriert sind, ist die Antriebseinheit 30 ausgebildet, das Drehmoment des zweiten Motors 40 relativ zum Drehmoment des ersten Motors 38 kleiner zu machen.

(Ausführungsform 2)
Die Antriebseinheit 30 der zweiten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, sind der erste Getriebekörper 66 und der zweite Getriebekörper 72 einzeln als separate Teile ausgebildet, so dass sie relativ drehbar sind.
Die zweite Freilaufkupplung 54 ist zwischen dem ersten Getriebekörper 66 und dem Gehäuse 44 vorgesehen. Der zweite Getriebekörper 72 ist derart an dem Gehäuse 44 vorgesehen, dass sie relativ drehfest sind. Dementsprechend gibt der erste Planetenzahnradmechanismus 36 eine Drehung aus, die von dem ersten Motor 38 in den ersten Untersetzungsmechanismus 48 eingeleitet wird, nachdem die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors 40 verändert wurde. Der zweite Planetenzahnradmechanismus 48A des ersten Untersetzungsmechanismus 48 gibt immer die Drehung aus, die in den zweiten Eingangskörper 68 vom zweiten Ausgangskörper 70 nach dem Abbremsen bei einem konstanten Untersetzungsverhältnis eingeleitet wurde. Mit anderen Worten ist das Übersetzungsverhältnis γX des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 variabel, und das Übersetzungsverhältnis γY des zweiten Planetenzahnradmechanismus 48A ist ein konstanter Wert, der kleiner als "1" ist. Nach der Antriebseinheit 30 der zweiten Ausführungsform können Effekte erreicht werden, die den Effekten der ersten Ausführungsform entsprechen.
(Abwandlung)
Die Beschreibungen, die sich auf jede oben beschriebene Ausführungsform beziehen, sind Beispiele für Formen, die die Fahrradantriebsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung annehmen kann, und sie sollen die Formen davon nicht beschränken. Die Fahrradantriebsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann die Formen der unten gezeigten Abwandlungen der oben beschriebenen Ausführungsformen annehmen, wie auch Formen, die zumindest zwei Abwandlungen, die einander nicht widersprechen, kombinieren.

• Der Aufbau der Antriebseinheit 30 jeder Ausführungsform kann frei verändert werden, wie beispielsweise in den 4 bis 8 gezeigt. 4 zeigt eine erste Abwandlung des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 und des ersten Untersetzungsmechanismus 48 der Antriebseinheit 30. Der erste Planetenzahnradmechanismus 36 der Antriebseinheit 30 aus 4 ist ein Aufbau, in dem der erste Eingangskörper 62 ein Hohlzahnrad 62X umfasst, der erste Ausgangskörper 64 einen Träger 64X umfasst, und der erste Getriebekörper 66 ein Sonnenzahnrad 66X umfasst. Durch einen solchen Aufbau des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 wird die Drehung des ersten Motors 38 in das Hohlzahnrad 62X eingeleitet, und die Drehung des Trägers 64X wird an das Resultierende-Kraft-Element 42 über den ersten Untersetzungsmechanismus 48 ausgegeben. Wenn das Sonnenzahnrad 66X nicht gedreht wird, ist das Übersetzungsverhältnis γX des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 kleiner als "1". Der zweite Motor 40 ist mit dem Getriebekörper 66 verbunden. Der erste Motor 38 dreht den ersten Eingangskörper 62 in der ersten Richtung. Der zweite Motor 40 dreht den ersten Eingangskörper 66 in der zweiten Richtung. Das Übersetzungsverhältnis γX wird erhöht, während die Drehgeschwindigkeit des ersten Getriebekörpers 66 in der ersten Richtung erhöht wird.
• Der zweite Planetenzahnradmechanismus 48A des ersten Untersetzungsmechanismus 48 aus 4 ist bevorzugt ein Aufbau, in dem der zweite Eingangskörper 68 ein Hohlzahnrad 68X umfasst, der zweite Ausgangskörper 70 einen Träger 70X umfasst, und der zweite Getriebekörper 72 ein Sonnenzahnrad 72X umfasst. Die Drehung des ersten Ausgangskörpers 64 wird an den zweiten Eingangskörper 68 übertragen. Wenn das Sonnenzahnrad 72X nicht gedreht wird, ist das Übersetzungsverhältnis γY des zweiten Planetenzahnradmechanismus 48A kleiner als "1". Das Übersetzungsverhältnis γY wird erhöht, während die Drehgeschwindigkeit des zweiten Getriebekörpers 72 in der ersten Richtung erhöht wird. Der zweite Getriebekörper 72 ist mit dem ersten Getriebekörper 66 integriert. Der zweite Getriebekörper 72 kann separat von dem ersten Getriebekörper 66 ausgebildet sein und am Gehäuse fixiert sein.

5 zeigt eine zweite Abwandlung des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 der Antriebseinheit 30. Der erste Planetenzahnradmechanismus 36 der Antriebseinheit 30 aus 5 ist ein Aufbau, in dem der erste Eingangskörper 62 einen Träger 62Y umfasst, der erste Ausgangskörper 64 ein Sonnenzahnrad 64Y umfasst, und der erste Getriebekörper 66 ein Hohlzahnrad 66Y umfasst. Durch einen solchen Aufbau des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 wird die Drehung des ersten Motors 38 in den Träger 62Y eingeleitet, und die Drehung des Trägers 62Y wird an das Resultierende-Kraft-Element 42 über den ersten Untersetzungsmechanismus 48 ausgegeben. Wenn das Hohlzahnrad 66Y nicht gedreht wird, ist das Übersetzungsverhältnis γX des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 größer als "1". Der zweite Motor 40 ist mit dem ersten Getriebekörper 66 verbunden. Der erste Motor 38 dreht den ersten Eingangskörper 62 in der ersten Richtung. Der zweite Motor 40 dreht den ersten Eingangskörper 66 in der zweiten Richtung. Das Übersetzungsverhältnis γX wird erhöht, während die Drehgeschwindigkeit des ersten Getriebekörpers 66 in der zweiten Richtung erhöht wird. Die zweite Freilaufkupplung 54 regelt eine Drehung des ersten Getriebekörpers 66 in einer ersten Richtung relativ zum Gehäuse 44 und erlaubt die Drehung in einer zweiten Richtung. Der erste Ausgangskörper 64 kann die Drehung an den ersten Untersetzungsmechanismus 48 übertragen, der in 3 oder 4 gezeigt ist, oder kann die Drehung an das Zahnrad 70D übertragen.

• 6 zeigt eine dritte Abwandlung des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 der Antriebseinheit 30. Der erste Planetenzahnradmechanismus 36 der Antriebseinheit 30 aus 6 ist ein Aufbau, in dem der erste Eingangskörper 62 einen Träger 62Z umfasst, der erste Ausgangskörper 64 ein Hohlzahnrad 64Z umfasst, und der erste Getriebekörper 66 ein Sonnenzahnrad 66Z umfasst. Durch einen solchen Aufbau des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 wird die Drehung der Kurbelwelle 32 in den Träger 62Z eingeleitet, und die Drehung des Hohlzahnrads 64Z wird an das Resultierende-Kraft-Element 42 über den ersten Untersetzungsmechanismus 48 ausgegeben. Wenn das Sonnenzahnrad 66Z nicht gedreht wird, ist das Übersetzungsverhältnis γX des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 größer als "1". Der zweite Motor 40 ist mit dem ersten Getriebekörper 66 verbunden. Der erste Motor 38 dreht den ersten Eingangskörper 62 in der ersten Richtung. Der zweite Motor 40 dreht den ersten Eingangskörper 66 in der zweiten Richtung. Das Übersetzungsverhältnis γX wird erhöht, während die Drehgeschwindigkeit des ersten Getriebekörpers 66 in der zweiten Richtung erhöht wird. Der erste Ausgangskörper 64 kann die Drehung an den ersten Untersetzungsmechanismus 48 übertragen, der in 3 oder 4 gezeigt ist, oder kann die Drehung an das Zahnrad 70D übertragen.
• 7 zeigt eine vierte Abwandlung des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 der Antriebseinheit 30. Der erste Planetenzahnradmechanismus 36 der Antriebseinheit 30 aus 7 ist ein Aufbau, in dem der erste Eingangskörper 62 ein Sonnenzahnrad 62W umfasst, der erste Ausgangskörper 64 ein Hohlzahnrad 64W umfasst, und der erste Getriebekörper 66 einen Träger 66W umfasst.
• 8 zeigt eine fünfte Abwandlung des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 der Antriebseinheit 30. Der erste Planetenzahnradmechanismus 36 der Antriebseinheit 30 aus 8 ist ein Aufbau, in dem der erste Eingangskörper 62 ein Hohlzahnrad 62V umfasst, der erste Ausgangskörper 64 ein Sonnenzahnrad 64V umfasst, und der erste Getriebekörper 66 einen Träger 66V umfasst. Der erste Ausgangskörper 64 des ersten Planetenzahnradmechanismus 36, der in den 7 und 8 gezeigt wird, kann die Drehung an den ersten Untersetzungsmechanismus 48 übertragen, der in 3 oder 4 gezeigt ist, oder kann die Drehung an das Zahnrad 70D übertragen. Da die Drehrichtung des ersten Eingangskörpers 62 in dem Planetenzahnradmechanismus 36, der in den 7 und 8 gezeigt wird, der Drehrichtung des ersten Ausgangskörpers 64 entgegengesetzt ist, können die Antriebsrichtungen des ersten Motors 38 und des zweiten Motors 40 umgekehrt werden, oder es kann ein Mechanismus zum Verändern der Drehrichtung im Kraftübertragungsweg vom ersten Ausgangskörper 64 an das Resultierende-Kraft-Element 42 vorgesehen werden.
• Bei jeder der Ausführungsformen kann der Aufbau des ersten Untersetzungsmechanismus 48 frei verändert werden. Beispielsweise kann ein erster Untersetzungsmechanismus eingesetzt werden, der aus einer Mehrzahl von Stirnrädern ausgebildet ist. Ferner kann der erste Untersetzungsmechanismus 48 an der äußeren Seite des ersten Planetenzahnradmechanismus 36 in der Radialrichtung angeordnet sein.
• Die Antriebseinheit 30 bei jeder Ausführungsform kann eine Form annehmen, die den ersten Untersetzungsmechanismus 48 nicht umfasst. In diesem Fall können beispielsweise ein Zahnrad, das am Außenrand des ersten Ausgangskörpers 64 ausgebildet ist, und das Zahnrad 60 des Resultierende-Kraft-Elements 42 in Eingriff gebracht werden.
• Die Antriebseinheit 30 bei jeder Ausführungsform kann eine Form annehmen, die den zweiten Untersetzungsmechanismus 50 nicht umfasst. In diesem Fall ist das Zahnrad 40C des zweiten Motors 40 direkt mit dem Zahnrad 66B des ersten Getriebekörpers 66 in Eingriff, und die Gesamtzahl der Zähne des Zahnrads 40C und die Gesamtzahl der Zähne des Zahnrads 66B werden gleich gemacht.
• Die Antriebseinheit 30 bei jeder Ausführungsform kann eine Form annehmen, die die erste Freilaufkupplung 52 nicht umfasst. In diesem Fall kann das Sonnenzahnrad 62A an dem Außenrandteil des Übertragungselements 46 ausgebildet werden. Ferner kann die erste Freilaufkupplung 52 zwischen dem ersten Ausgangskörper 64 und dem zweiten Eingangskörper 68 vorgesehen sein, zwischen dem zweiten Ausgangskörper 70 und dem Zahnrad 70D vorgesehen sein, oder zwischen dem Resultierende-Kraft-Element 42 und dem Zahnrad 60 vorgesehen sein. Die erste Freilaufkupplung 52 kann an jeder Position im Antriebsweg von der Ausgangswelle des ersten Motors 38 zum Resultierende-Kraft-Element 42 vorgesehen sein, solange die Freilaufkupplung in der Lage ist, zu verhindern, dass der erste Motor 38 durch die manuelle Antriebskraft gedreht wird, wenn die Kurbelwelle 32 vorwärts gerollt wird.
• Die Antriebseinheit 30 der Ausführungsformen kann eine Form annehmen, die die Kurbelwelle 32 nicht umfasst. In diesem Fall ist eine Kurbelwelle 32 als eine Komponente des Fahrrads an der Antriebseinheit 30 vorgesehen.
• Die Position, an der die Antriebseinheit 30 vorgesehen ist, kann frei verändert werden. Bei einem Beispiel kann die Antriebseinheit 30 in der Nähe des hinteren Ritzels 20 vorgesehen sein. In diesem Fall ist es möglich, das Hinterrad-Nabengehäuse als das Resultierende-Kraft-Element auszubilden. Der erste Planetenzahnradmechanismus wird an das Hinterrad-Nabengehäuse gekoppelt. Der erste Planetenzahnradmechanismus, der erste Untersetzungsmechanismus, der erste Motor und der zweite Motor sind innerhalb des Hinterrad-Nabengehäuses vorgesehen. Die Drehung der Kurbelwelle 32 wird über das hintere Ritzel 20 an das Hinterrad-Nabengehäuse übertragen. Dementsprechend wird die Drehung des ersten Ausgangskörpers 64 an das Hinterrad-Nabengehäuse übertragen, und die Drehung der Kurbelwelle 32 wird aufgebracht, ohne den ersten Planetenzahnradmechanismus dazwischenzuschalten.
• Bei jeder der Ausführungsformen kann das Resultierende-Kraft-Element aus der Kurbelwelle 32 gebildet sein. In diesem Fall wird das Resultierende-Kraft-Element 42 weggelassen, und die Drehung des ersten Untersetzungsmechanismus 48 wird auf die Kurbelwelle 32 übertragen.
• In jeder der Ausführungsformen kann die zweite Kupplung 34 weggelassen werden.
• In jeder der Ausführungsformen kann der erste Planetenzahnradmechanismus 36 ausgebildet sein, mit dem Ende des Resultierende-Kraft-Elements 42 auf der Seite der vorderen Ritzels 18 in der Axialrichtung der Kurbelwelle 32 direkt oder über den ersten Untersetzungsmechanismus 48 oder über den ersten Untersetzungsmechanismus 48 und einen weiteren Untersetzungsmechanismus gekoppelt zu sein. In diesem Fall ist der Drehmomentsensor 76 zwischen dem Verbindungsabschnitt des Resultierende-Kraft-Elements 42 und der Kurbelwelle 32 und dem Ende des Resultierende-Kraft-Elements 42 auf der Seite des vorderen Ritzels vorgesehen, und ist ausgebildet, nur die manuelle Antriebskraft zu detektieren, auch wenn die Motoren 38 und 40 antrieben. Wenn die Drehung des ersten Untersetzungsmechanismus 48 beispielsweise an das Ende des Resultierende-Kraft-Elements 42 auf der Seite des vorderen Ritzels 18 übertragen wird, sollten in der Antriebseinheit 30, die in den 2 und 3 gezeigt wird, die Positionen des ersten Motors 38 und des zweiten Motors 40 mit den Positionen des Zahnrads 70D und des Zahnrads 60 in der Axialrichtung der Kurbelwelle 32 innerhalb des Gehäuses 44 ersetzt werden.
• In jeder der Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 56 außerhalb des Gehäuses 44 vorgesehen sein, oder am Rahmen des Fahrrads vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste

30: Fahrradantriebseinheit
32: Kurbelwelle
36: Erster Planetenzahnradmechanismus
38: Erster Motor
40: Zweiter Motor
42: Resultierende-Kraft-Element
44: Gehäuse
46: Übertragungselement
48: Erster Untersetzungsmechanismus
48A: Zweiter Planetenzahnradmechanismus
50: Zweiter Untersetzungsmechanismus
52: Erste Freilaufkupplung
54: Zweite Freilaufkupplung
56: Steuereinrichtung
62: Erster Eingangskörper
62A: Sonnenzahnrad
64: Erster Ausgangskörper
64A: Planetenzahnrad
64B: Träger
66: Erster Getriebekörper
66A: Hohlzahnrad
68: Zweiter Eingangskörper
68A: Sonnenzahnrad
70: Zweiter Ausgangskörper
70A: Planetenzahnrad
70B: Träger
72: Zweiter Getriebekörper
72A: Hohlzahnrad

Claims

Fahrradantriebseinheit, umfassend: einen ersten Planetenzahnradmechanismus mit einem ersten Eingangskörper, einem ersten Ausgangskörper und einem ersten Getriebekörper, der eine Drehung des ersten Eingangskörpers an den ersten Ausgangskörper überträgt; einen ersten Motor, der ausgebildet ist, den ersten Eingangskörper zu drehen; einen zweiten Motor, der ausgebildet ist, den ersten Getriebekörper zu drehen; und ein Resultierende-Kraft-Element, das ausgebildet ist, eine Drehung des ersten Ausgangskörpers und eine Drehung durch eine manuelle Antriebskraft ohne Zwischenschaltung des ersten Planetenzahnradmechanismus zu empfangen.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 1, wobei das Resultierende-Kraft-Element um eine Achse einer Kurbelwelle herum vorgesehen ist und um eine Drehachse der Kurbelwelle drehbar ist.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, die des Weiteren ein Übertragungselement umfasst, das ausgebildet ist, eine Drehung des ersten Motors an den ersten Eingangskörper zu übertragen.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 3, wobei das Übertragungselement eine Ausgangswelle des ersten Motors umfasst.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 3 oder 4, des Weiteren umfassend eine erste Freilaufkupplung, die ausgebildet ist, eine Drehung des Übertragungselements an den ersten Eingangskörper zu übertragen, während das Übertragungselement in einer ersten Richtung gedreht wird und während eine Drehgeschwindigkeit des ersten Eingangskörpers und eine Drehgeschwindigkeit des Übertragungselements gleich sind, und die erste Freilaufkupplung ist so an das Übertragungselement und den ersten Eingangskörper gekoppelt, dass sie die Drehung des Übertragungselements nicht an den ersten Eingangskörper überträgt, während die Drehgeschwindigkeit des ersten Eingangskörpers größer als die Drehgeschwindigkeit des Übertragungselements ist.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–5, die des Weiteren einen ersten Untersetzungsmechanismus umfasst, der ausgebildet ist, eine Drehgeschwindigkeit des ersten Ausgangskörpers zu verringern und die Drehgeschwindigkeit des ersten Ausgangskörpers an das Resultierende-Kraft-Element zu übertragen.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 6, wobei der erste Untersetzungsmechanismus einen zweiten Planetenzahnradmechanismus, der einen zweiten Eingangskörper aufweist, der einen Dreheingang von dem ersten Ausgangskörper empfängt; einen zweiten Ausgangskörper, der eine Drehung an das Resultierende-Kraft-Element überträgt; und einen zweiten Getriebekörper umfasst, der eine Drehung des zweiten Eingangskörpers an den zweiten Ausgangskörper überträgt.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 7, wobei der erste Getriebekörper und der zweite Getriebekörper so miteinander integriert sind, dass sie synchron drehbar sind.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 7, wobei der erste Getriebekörper und der zweite Getriebekörper einzeln ausgebildet sind, so dass sie relativ drehbar sind.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 7–9, wobei: der zweite Eingangskörper ein Sonnenzahnrad umfasst, das mit dem ersten Ausgangskörper gekoppelt ist; der zweite Ausgangskörper ein Planetenzahnrad, das mit dem zweiten Eingangskörper im Eingriff ist, und einen Träger umfasst, der das Planetenzahnrad drehbar lagert; und der zweite Getriebekörper ein Hohlzahnrad umfasst, das mit dem zweiten Ausgangskörper im Eingriff ist.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–10, wobei: der erste Eingangskörper ein Sonnenzahnrad umfasst, das mit dem ersten Motor gekoppelt ist; der erste Ausgangskörper ein Planetenzahnrad, das mit dem ersten Eingangskörper im Eingriff ist, und einen Träger umfasst, der das Planetenzahnrad drehbar lagert; und der erste Getriebekörper ein Hohlzahnrad umfasst, das mit dem ersten Ausgangskörper im Eingriff ist.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–11, das des Weiteren einen zweiten Untersetzungsmechanismus umfasst, der ausgebildet ist, eine Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors zu verringern und die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors an den ersten Getriebekörper zu übertragen.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–12, die des Weiteren ein Gehäuse umfasst, das den ersten Planetenzahnradmechanismus, den ersten Motor und den zweiten Motor lagert.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 13, der von Anspruch 9 abhängt, wobei der zweite Getriebekörper drehfest bezüglich des Gehäuses ist.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–14, die des Weiteren eine zweite Freilaufkupplung umfasst, die ausgebildet ist, eine Drehung des ersten Getriebekörpers in einer vorgegebenen Richtung zu verhindern.
Fahrradantriebseinheit nach einem der Ansprüche 1–15, die des Weiteren eine Steuereinrichtung umfasst, die ausgebildet ist, den ersten Motor und den zweiten Motor zu steuern.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 16, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, den ersten Motor und den zweiten Motor in Abhängigkeit von einer manuellen Antriebskraft und einer Drehgeschwindigkeit einer Kurbel zu steuern.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 17, wobei, wenn eine Drehgeschwindigkeit der Kurbel größer als eine vorgegebene Geschwindigkeit wird, die Steuereinrichtung ausgebildet ist, eine Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors so zu steuern, dass sie größer als die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors ist, wenn die Drehgeschwindigkeit der Kurbel die vorgegebenen Geschwindigkeit ist oder kleiner ist.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Kurbel kontinuierlich zu verändern.
Fahrradantriebseinheit nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3–19, der direkt oder indirekt von Anspruch 2 abhängig ist, die des Weiteren eine Kurbelwelle umfasst.