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電動助力自行車的制作方法

文檔序號:11160157閱讀:997來源:國知局
電動助力自行車的制造方法與工藝

本發明涉及在來自踏板的踏力產生的人力驅動力上加上由電動機產生的輔助驅動力而可進行行駛的電動助力自行車。



背景技術:

已知有如下的電動助力自行車,即,具有從蓄電池等蓄電器供電的電動機,利用扭矩傳感器檢測由施加在踏板上的踏力構成的人力驅動力,通過加上與人力驅動力對應的電動機的輔助驅動力(助力),即使是上坡等也能夠輕松行駛。

在該電動助力自行車中,具有將內置有電動機等的電動機驅動單元配設在設有曲軸的部位的構成。就這種配置構成的電動助力自行車而言,重量較大的電動機驅動單元配置在電動助力自行車的前后方向中央(即,前輪與后輪之間的中間)的較低位置。因此,該配置構成的電動助力自行車與電動機內置于前輪的輪轂或后輪的輪轂的構成相比,容易抬高前輪或后輪,即使公路上有臺階也能夠容易地跨過等,車身的操作性良好,另外,行駛穩定性也良好。

作為設于這種電動助力自行車的電動機驅動單元,大體上具有電動機驅動單元100和電動機驅動單元200,電動機驅動單元100也稱為所謂的雙軸式,如圖18所示,與配設在曲軸101的一端部附近的作為人力驅動力輸出輪體的驅動鏈輪(也稱為前鏈輪或大齒輪)102分開而具備將來自電動機的輔助驅動力輸出的輔助驅動力輸出鏈輪103;電動機驅動單元200也稱為所謂的單軸式,如圖19、圖20所示,將由踏力實現的人力驅動力和由電動機實現的輔助驅動力在電動機驅動單元200內部合成,將合成的合力從驅動鏈輪201輸出。

所述雙軸式的電動機驅動單元100在例如專利文獻1等中公開,如圖18所示,輔助驅動力輸出鏈輪103以從電動機驅動單元100的驅動鏈輪102的更靠后方的部位向比電動機驅動單元100的單元殼體104的更外側突出的狀態配設。而且,輸出人力驅動力的驅動鏈輪102和輸出輔助驅動力的輔助驅動力輸出鏈輪103分別與作為環狀驅動力傳遞體的鏈條105嚙合,利用鏈條105將人力驅動力和輔助驅動力合成并向后輪側傳遞。

在輔助驅動力輸出鏈輪103的更后方配設有與嚙合于輔助驅動力輸出鏈輪103后的鏈條105嚙合并向下方進行引導的張緊裝置(也稱為導向裝置)106。而且,通過設于該張緊裝置106的張緊鏈輪107,使與輔助驅動力輸出鏈輪103嚙合的鏈條105的卷繞夾角增加。

另一方面,所謂單軸式的電動機驅動單元200在例如專利文獻2等中公開,如圖19、圖20所示,在對來自踏板的人力驅動力進行傳遞的曲軸202的外周配設有:通過細齒花鍵結合等傳遞所述人力驅動力的筒狀人力傳遞體203、將經由該人力傳遞體203傳遞的人力驅動力和來自電動機204的輔助驅動力合成的合力體205。而且,來自人力傳遞體203的人力驅動力經由單向離合器206向合力體205傳遞而構成。另外,在合力體205的一端部形成有經由減速機構207傳遞來自電動機204的輔助驅動力的大徑齒輪部205a,在合力體205的另一端部安裝有與作為環狀驅動力傳遞體的鏈條208嚙合的作為驅動力輸出輪體的驅動鏈輪201。而且,在合力體205中被合成的合力從驅動鏈輪201經由鏈條208向后輪側傳遞。

如圖19、圖20所示,單軸式的電動機驅動單元200是僅使驅動鏈輪201與鏈條208嚙合,將人力驅動力和輔助驅動力合成后的合力向鏈條208傳遞的方式。與之相對,如圖18所示,雙軸式的電動機驅動單元100需要使傳遞人力驅動力的驅動鏈輪102和傳遞輔助驅動力的輔助驅動力輸出鏈輪103與鏈條105嚙合,還需要使張緊鏈輪107與鏈條105嚙合。

因此,單軸式的電動機驅動單元200通過設計電動機204或減速機構207等的配置,具有使電動機驅動單元200的側面看的狀態下的面積(來自橫向的投影面積)比雙軸式的電動機驅動單元100的面積小(可緊湊化)的優點。另外,在要安裝所謂的前變速器的情況下,單軸式的電動機驅動單元200通過將驅動鏈輪201形成多級而可安裝所述前變速器。另一方面,雙軸式的電動機驅動單元100由于需要使驅動鏈輪102、輔助驅動力輸出鏈輪103和張緊鏈輪107與鏈條105嚙合,故而難以安裝前變速器。另外,單軸式的電動機驅動單元200還具有可以不設置張緊鏈輪107等張緊裝置106的優點。

此外,在具有這種優點的單軸式的電動機驅動單元200中,大多情況下在對來自曲軸202的人力驅動力進行傳遞的人力傳遞體203的外周面和其相對部分設置檢測人力驅動力的磁致伸縮式扭矩傳感器209。即,在人力傳遞體203的外周面形成有磁致伸縮發生部209b,并且以與該磁致伸縮發生部209b相對的方式配設有檢測在磁致伸縮發生部209b的磁變動的線圈209a。而且,在踏下左右踏板時,曲軸202由于踏力(人力驅動力)而扭轉,故而利用所述扭矩傳感器209檢測對來自曲軸202的人力驅動力進行傳遞的人力傳遞體203的扭轉狀態。

但是,在這樣的單軸式的電動機驅動單元200中,在安裝前變速器的情況下,考慮將設于運動用的自行車等那樣的外裝變速器配設在曲軸的側方。即,考慮在圖20所示那樣的驅動鏈輪201的部位,相對于沿著曲軸202的軸心方向的方向(也稱為車寬方向)錯開位置而配設多個驅動鏈輪,并且在這些驅動鏈輪的附近設置使鏈條在車寬方向上移動的前變速器。

專利文獻1:(日本)特開2009-208710號公報

專利文獻2:(日本)特開平10-250673號公報

但是,在這種單軸式的電動機驅動單元設置外裝變速器的情況下,可能產生以下的課題。

首先,由于是將多個驅動鏈輪橫向并排地配設的構成,并且是對這些多個驅動鏈輪切換鏈條的構成,故而需要使用相對于車寬方向比普通的鏈條小的尺寸的(薄)鏈條。但是,在這種電動助力自行車中,不僅人力驅動力作用于鏈條上,合并了輔助驅動力的力也作用于鏈條上,故而,當使用相對于車寬方向比普通的鏈條小的尺寸的(薄)鏈條時,鏈條的耐用年數成為極短的期間,產生零件更換的頻率變快,或輔助驅動力不足的課題。

另外,在將前變速器設于自行車的情況下,大多情況下設置在驅動鏈輪的斜上后方位置,但在電動助力自行車中,該部位配設有蓄電池的底座或蓄電池,故而還產生這些零件(底座或蓄電池)與前變速器相干擾,難以良好地配設二者的課題。

另外,由于前變速器在外部露出而設置,故而前變速器或鏈條與前變速器的嚙合部分等在行駛中可能與障礙物等抵接等而損傷或鏈條脫落,可靠性降低。

另外,在電動助力自行車中,不僅人力驅動力作用于鏈條上,合并了輔助驅動力的力也作用于鏈條上,因此,作為前變速器,也必須開發即使在作用較大的扭矩的情況下也能夠切換的專用的前變速器。

另外,由于是使用作為向后輪側傳遞驅動力的機構的專用鏈條和對變速檔進行切換的前變速器的結構,故而在外裝變速器中難以用帶齒的帶來代替鏈條。



技術實現要素:

為了解決上述課題,本發明的目的在于提供一種電動助力自行車,能夠良好地進行變速,且可防止鏈條等零件的更換頻率變快,并且可附加足夠的輔助驅動力,還不產生底座或蓄電池與前變速器的干擾的課題,進而不開發專用的前變速器即可。

為了解決上述課題,本發明提供一種電動助力自行車,包括具有電動機的電動機驅動單元,可在來自踏板的踏力產生的人力驅動力上加上由電動機產生的輔助驅動力而進行行駛,其中,對來自所述踏板的人力驅動力進行傳遞的曲軸和所述電動機以互不相同的軸心為中心旋轉,在所述曲軸的外周配設有對所述人力驅動力進行傳遞的人力傳遞體,在所述曲軸的外周配設有合力傳遞體,該合力傳遞體對將人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力合成了的合力進行傳遞,在所述電動機驅動單元設有行星齒輪機構,該行星齒輪機構對將人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力合成了的合力進行變速。

通過該構成,能夠對單軸式的電動機驅動單元賦予內裝變速功能。因此,能夠良好地進行變速,且可防止鏈條等零件的更換頻率變快,并且可附加足夠的輔助驅動力,還不產生底座或蓄電池與前變速器的干擾的課題,進而不開發專用的前變速器即可。

另外,本發明另一方面,所述行星齒輪機構的太陽齒輪及內齒輪以與曲軸相同的軸心配設。另外,本發明再一方面,所述人力傳遞體、所述合力傳遞體及所述行星齒輪機構配設在所述電動機驅動單元的內部,經由所述行星齒輪機構被傳遞至所述合力傳遞體的合力經由與曲軸同軸心的驅動力輸出輪體和架設在該人力驅動力輸出輪體上的環狀驅動力傳遞體被向后輪傳遞。需要說明的是,雖然將鏈條用作所述環狀驅動力傳遞體,但也可以對此進行代替而使用帶齒的帶。

另外,本發明的行星齒輪機構具有將合成了人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力的合力輸入的內齒輪、和將可變速的合力輸出的行星架。在該情況下,優選設置對所述內齒輪和所述行星架在一體旋轉狀態和非一體旋轉狀態間進行切換的變速用離合器。另外,優選設置固定在電動機驅動單元的單元殼體上的固定體,并在該固定體與所述太陽齒輪之間配設太陽齒輪固定用的單向離合器。

根據該構成,能夠將輸入內齒輪的合力的旋轉減速而從行星架輸出,或將輸入內齒輪的合力的旋轉以不變的速度從行星架輸出。

另外,本發明的另一行星齒輪機構具有將合成了人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力的合力輸入的行星架、和將可變速的合力輸出的太陽齒輪。在該情況下,優選設置對所述行星齒輪機構的內齒輪在固定狀態和可旋轉狀態間進行切換的變速用離合器。另外,優選在所述行星齒輪機構的太陽齒輪與行星架之間配設單向離合器。

根據該構成,能夠將輸入至行星架的合力的旋轉以不變的速度從太陽齒輪輸出,或將輸入行星架的合力的旋轉加速而從太陽齒輪輸出。

另外,本發明的又一行星齒輪機構具有將合成了人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力的合力輸入的太陽齒輪、和將可變速的合力輸出的行星架。在該情況下,優選設置對所述行星齒輪機構的內齒輪在固定狀態和可旋轉狀態間進行切換的變速用離合器。

根據該構成,能夠將輸入太陽齒輪的合力的旋轉減速而從行星架輸出,或將輸入太陽齒輪的合力的旋轉以不變的速度從行星架輸出。

此外,也可以在所述人力傳遞體形成用于對所述人力驅動力進行檢測的扭矩傳感器的磁致伸縮發生部。另外,也可以在所述人力傳遞體或與所述人力傳遞體連動的零件上設有對所述人力傳遞體的旋轉進行檢測的旋轉檢測器,由此,能夠檢測所述人力傳遞體的旋轉、即曲軸的旋轉。

根據本發明,無需使用在單軸式的電動機驅動單元設置外裝變速器時所必需的相對于車寬方向尺寸小的(薄)鏈條,鏈條的耐用年數不會成為極短的期間,零件更換的頻率不會變快,輔助驅動力也不會不足。另外,不設置前變速器即可,并且不會就前變速器的配設部位產生課題。另外,由于使用行星齒輪機構進行變速,因而能夠不成為所謂的空檔狀態(空轉狀態)而進行輸出。其結果,不會對搭乘者帶來因在變速時成為所謂的空檔狀態(空轉狀態)而造成的不適感或沖擊。另外,不僅可將鏈條用作向后輪側傳遞驅動力的環狀驅動力傳遞體,也可使用帶齒的帶。

另外,由于是通過行星齒輪機構對合成了人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力的合力進行變速的結構,因而與在對人力驅動力進行變速后與輔助驅動力合成的結構、或在對輔助驅動力進行變速后與人力驅動力合成的結構的情況相比,能夠擴大力的輸出范圍。

另外,作為行星齒輪機構,將其設為具有將合成了人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力的合力輸入的內齒輪和將可變速的合力輸出的行星架的結構,從而可邊通過所述行星齒輪機構減速邊輸出合力。另外,在處于以較高負荷被使用的高速檔時,可構成為不以由行星齒輪機構的齒輪的嚙合實現的加減速來傳遞扭矩,故而各齒輪的齒面及齒根難以受到損傷,在強度上具有優勢,并且能夠延長可使用期間(所謂的壽命)。

另外,作為行星齒輪機構,將其設為具有將合成了人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力的合力輸入的太陽齒輪、和將可變速的合力輸出的行星架的結構,從而可邊通過所述行星齒輪機構減速邊輸出合力。另外,當使用在電動機與曲軸之間設置中間軸而使輔助驅動力的扭矩增加的結構的情況下,可使在中間軸上設置的齒輪的數量減少,進而能夠實現電動機驅動單元的緊湊化。

另外,作為行星齒輪機構,將其設為具有將合成了人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力的合力輸入的太陽齒輪、和將可變速的合力輸出的行星架的結構,從而可邊通過所述行星齒輪機構減速邊輸出合力。另外,在該情況下也同樣地,在處于以較高負荷使用的高速檔時,可構成為不以由行星齒輪機構的齒輪的嚙合實現的加減速來傳遞扭矩,故而各齒輪的齒面及齒根難以受到損傷,在強度上具有優勢,并且能夠延長可使用期間(所謂的壽命)。另外,當使用在電動機與曲軸之間設置中間軸而使輔助驅動力的扭矩增加的結構的情況下,可使在中間軸上設置的齒輪的數量減少,進而能夠實現電動機驅動單元的緊湊化。

附圖說明

圖1是本發明實施方式的電動助力自行車的整體側視圖;

圖2是該電動助力自行車的局部剖切側視圖;

圖3是該電動助力自行車的電動機驅動單元的右側視圖;

圖4是本發明第一實施方式的電動助力自行車的電動機驅動單元的平面剖視圖,是變速檔為低速(第一速)的狀態;

圖5是該電動機驅動單元的主要部分放大平面剖視圖,是變速檔為低速(第一速)的狀態;

圖6(a)及(b)是該電動機驅動單元的圖5的A-A線向視主要部分右側視圖及B-B線向視主要部分右側視圖,是變速檔為低速(第一速)的狀態;

圖7是該電動機驅動單元的主要部分放大平面剖視圖,是變速檔為高速(第二速)的狀態;

圖8(a)及(b)是該電動機驅動單元的圖7的A-A線向視主要部分右側視圖及B-B線向視主要部分右側視圖,是變速檔為高速(第二速)的狀態;

圖9是本發明第二實施方式的電動助力自行車的電動機驅動單元的平面剖視圖,是變速檔為低速(第一速)的狀態;

圖10是該電動機驅動單元的主要部分放大平面剖視圖,是變速檔為低速(第一速)的狀態;

圖11是該電動機驅動單元的主要部分放大平面剖視圖,是變速檔為高速(第二速)的狀態;

圖12(a)及(b)是該電動機驅動單元的圖10的C1-C1線向視主要部分右側視圖及圖11的C2-C2線向視主要部分右側視圖,(a)是變速檔為低速(第一速)的狀態,(b)是變速檔為高速(第二速)的狀態;

圖13是本發明第三實施方式的電動助力自行車的電動機驅動單元的平面剖視圖,是變速檔為低速(第一速)的狀態;

圖14是該電動機驅動單元的主要部分放大平面剖視圖,是變速檔為低速(第一速)的狀態;

圖15是該電動機驅動單元的主要部分放大平面剖視圖,是變速檔為高速(第二速)的狀態;

圖16(a)及(b)是該電動機驅動單元的圖14的D1-D1線向視主要部分右側視圖及圖15的D2-D2線向視主要部分右側視圖,(a)是變速檔為低速(第一速)的狀態,(b)是變速檔為高速(第二速)的狀態;

圖17是本發明的其他實施方式的電動助力自行車的電動機驅動單元的平面剖視圖;

圖18是現有的電動助力自行車中的雙軸式的電動機驅動單元及其附近部位的側視圖;

圖19是現有的電動助力自行車中的單軸式的電動機驅動單元的側視圖;

圖20是該單軸式的電動機驅動單元的平面剖視圖。

具體實施方式

以下,基于附圖說明本發明實施方式的電動助力自行車。此外,以下說明中的左右方向及前后方向是指朝向行進方向且搭乘于該電動助力自行車1的狀態下的方向。另外,該發明的構成不限于以下說明的構成。

圖1、圖2中的1是本發明實施方式的電動助力自行車。如圖1、圖2等所示,該電動助力自行車1具備:由頭管2a、前叉2b、車架管2c、立管2d、鏈條支架2e、座椅支架2f等構成的金屬制車架2;旋轉自如地安裝在前叉2b的下端的前輪3;旋轉自如地安裝于鏈條支架2e的后端的后輪4;變更前輪3的方向的車把5;車座6;施加由踏力構成的人力驅動力的曲柄7及踏板8;設有產生輔助驅動力(助力)的作為驅動源的電動的電動機21(參照圖4等)及進行包含該電動機21在內的各種電氣控制的控制部24(參照圖4)等的電動機驅動單元20;向電動機21供給驅動用電力的由二次電池構成的蓄電池12;安裝在車把5等上且搭乘者等可操作且設定后述的行星齒輪機構25的變速功能的速度(低速(第一速)或高速(第二速))的變速檔手邊操作部18;安裝于車把5等且搭乘者等可操作而設定該電動助力自行車1的電源的切換或行駛模式等的手邊設定部(未圖示)、以與曲軸7a同軸心且一體旋轉的方式安裝并將合成了人力驅動力及輔助驅動力的合力輸出的作為驅動力輸出輪體的驅動鏈輪(也稱為前鏈輪、曲柄鏈輪或前齒輪)13、安裝于后輪4的輪轂(也稱為后輪轂)9的作為后部輪體的后鏈輪(有時也稱為后齒輪)14、遍及驅動鏈輪13和后鏈輪14而以可旋轉的狀態環狀卷繞的作為環狀驅動力傳遞體的鏈條15、從側方覆蓋鏈條15等的鏈條罩17等。

此外,蓄電池12是蓄電器的一例,優選為二次電池,但作為蓄電器的另一例,也可以為電容器等。此外,曲柄7由分別設于左右的曲柄臂7b和將左右的曲柄臂7b彼此連結的曲軸7a構成,在曲柄臂7b的端部旋轉自如地安裝有踏板8。

如圖1、圖2所示,在該電動助力自行車1中,電動機驅動單元20配置在曲軸7a的大致后方等的、前輪3與后輪4之間的中間位置(更詳細而言,中間位置的下部)。而且,通過設為這種配置構成,由于重量比較大的電動機驅動單元20配置在電動助力自行車1的前后方向的中央,因此,容易抬高前輪3或后輪4,即使在行進路上有臺階,也能夠容易跨過等,電動助力自行車1的車身(車架2等)的操作性良好,另外,行駛穩定性也良好。

圖3是電動機驅動單元20的右側視圖,圖4是電動機驅動單元20的平面橫剖視圖。

如圖3、圖4所示,電動機驅動單元20利用由電動機殼體22a、左側殼體22b、右側殼體22c構成的單元殼體22構成外殼部等,曲軸7a左右貫通電動機驅動單元20的前部。另外,在曲軸7a的外周配設有:傳遞來自曲軸7a的人力驅動力的大致筒狀的人力傳遞體28;傳遞來自人力傳遞體28的人力驅動力的連動筒體23;經由單向離合器(輔助驅動力切斷用的單向離合器)30等傳遞來自連動筒體23的人力驅動力并且將人力驅動力和來自電動機21的輔助驅動力合成的合力向驅動鏈輪13傳遞的合力傳遞體29。

另外,在電動機驅動單元20中的單元殼體22的前側靠右部位設有對合成了人力驅動力和來自電動機21的輔助驅動力的合力進行變速的行星齒輪機構50。另外,在電動機驅動單元20中的前后方向中央部配設有具有多個減速用齒輪36~40等的減速機構25。該實施方式中,如后述,也可以利用行星齒輪機構50賦予作為內裝變速器(內裝型的變速裝置)的功能。另外,在單元殼體22內的后部左側配設有電動機21,在單元殼體22內的后部右側配設有控制部24,該控制部24具有設有進行各種電控制的電子零件的控制基板24a或各種信息的存儲部等。

當對電動機驅動單元20進行更詳細地說明時,如圖4、圖5等所示,以左右貫通電動機驅動單元20的前部的狀態通過軸承26、27而旋轉自如地配設有曲軸7a,在該曲軸7a中的靠左側部分的外周,經由細齒花鍵部(或花鍵部)7c以一體旋轉的狀態嵌入有筒狀的人力傳遞體28。此外,在人力傳遞體28的內周中的與曲軸7a的細齒花鍵部(或花鍵部)7c對應的部位也形成有細齒花鍵部(或花鍵部)28b,而與曲軸7a的細齒花鍵部(或花鍵部)7c嚙合。

在人力傳遞體28的外周表面形成有賦予磁各向異性的磁致伸縮發生部31b,并且在其外周經由一定的間隙(空間)配設有線圈31a,利用這些磁致伸縮發生部31b及線圈31a構成磁致伸縮式的扭矩傳感器(人力檢測部)31。由此,來自曲軸7a的人力驅動力向人力傳遞體28傳遞,并且由扭矩傳感器31檢測人力驅動力。另外,在該磁致伸縮式的扭矩傳感器31中,以如下方式構成:磁致伸縮發生部31b形成為相對于人力傳遞體28的軸心方向成例如+45度和-45度的螺旋形狀,當向人力傳遞體28傳遞人力驅動力時,在人力傳遞體28的表面的磁致伸縮發生部31b產生變形而產生透磁率的增加部分和減少部分,因此,通過測定線圈31a的電感差,可檢測扭矩(人力驅動力)的大小。

連動筒體23在曲軸7a的外周中的與人力傳遞體28的右側鄰接的部位,以相對于曲軸7a旋轉自如的狀態配設,但將形成于人力傳遞體28的右端部外周的細齒花鍵部(或花鍵部)28a和形成于連動筒體23的左端部內周的細齒花鍵部(或花鍵部)23a嵌合,與人力傳遞體28一體旋轉。此外,在該實施方式中,形成于連動筒體23的左端部內周的細齒花鍵部(或花鍵部)23a從外側與人力傳遞體28的細齒花鍵部(或花鍵部)28a嵌合。

另外,在該實施方式中,在連動筒體23的左側部分的外周安裝有用于檢測連動筒體23的旋轉狀態的旋轉檢測體11,另外,以從左右隔開微小間隙地夾持旋轉檢測體11的方式,將旋轉檢測器10經由安裝部件10a安裝固定于單元殼體22。例如,旋轉檢測器10將由射出部和受光部構成的成對的光傳感器在旋轉檢測體11的旋轉方向上排列兩個而構成,旋轉檢測體11具有梳(梳)齒狀地沿外周方向延伸的多個齒部(遮光部)。而且,旋轉檢測體11的齒部在旋轉檢測器10的射出部與受光部之間通過,由此,利用旋轉檢測器10電檢測光的入射狀態和遮光狀態,在輸入該信號的控制部24中,檢測連動筒體23的旋轉量及旋轉方向。此外,也可以代替光傳感器而設置磁傳感器來檢測連動筒體23的旋轉量及旋轉方向。在此,連動筒體23與人力傳遞體28一體旋轉,人力傳遞體28與曲軸7a一體旋轉,因此,通過檢測連動筒體23的旋轉量及旋轉方向,也可檢測曲軸7a或踏板8的旋轉量及旋轉方向。

另外,在連動筒體23的右側部分的外周,經由單向離合器(輔助驅動力切斷用的單向離合器)30而配設有設于減速機構25的低速用減速齒輪(減速齒輪之一)36。而且,在踩踏踏板8而前進的情況下,傳遞至連動筒體23的人力驅動力向減速機構25的低速用減速齒輪36傳遞。

如圖4所示,電動機21由軸承32、33支承其旋轉軸21a及轉子部21b自如旋轉。另外,電動機21的旋轉軸21a向右側方突出,在該突出部的外周形成有后述的電動機軸減速齒輪40。

如圖4、圖5所示,減速機構25具有與曲軸7a平行地配設的中間軸44、和包含低速用減速齒輪36等的減速齒輪36~40。而且,減速機構25將通過曲軸7a而傳遞的人力驅動力和從電動機21傳遞的輔助驅動力合成,且將合成所述人力驅動力和所述輔助驅動力而成的合力以可變速的狀態向中間軸44傳遞。

中間軸44在電動機驅動單元20的前后方向中央部向左右延伸且以與曲軸7a平行的姿勢,在利用軸承34、35支承而自如旋轉的狀態下配設。在中間軸44安裝有人力驅動力切斷用的單向離合器47、大徑的第一中間軸減速齒輪37、小徑的第二中間軸減速齒輪38、小徑但直徑比第二中間軸減速齒輪38大的第三中間軸減速齒輪39等。然后,在人力驅動力切斷用的單向離合器47未被切斷的情況下,第一~第三中間軸減速齒輪37~39與中間軸44一起一體地旋轉。

電動機21的旋轉軸21a上形成的電動機軸減速齒輪40被設為小徑,與大徑的第一中間軸減速齒輪37嚙合。由此,電動機21的旋轉被減速,來自電動機21的輔助驅動力的扭矩被放大而向中間軸44傳遞。小徑的第二中間軸減速齒輪38與在曲軸7a的外周旋轉自如地配設的大徑的低速用減速齒輪36嚙合。由此,從曲軸7a經由人力傳遞體28、連動筒體23、輔助驅動力切斷用的單向離合器30進行傳遞的人力進一步經由低速用減速齒輪36及第二中間軸減速齒輪38向中間軸44傳遞,在中間軸44將人力驅動力和輔助驅動力合并。然后,在該實施方式中,合并了人力驅動力和輔助驅動力而成的合力經由第三中間軸減速齒輪39向行星齒輪機構50傳遞,進而經由行星齒輪機構50從而在成為可變速的狀態下被向合力傳遞體29及驅動鏈輪13傳遞。

如圖5、圖6等所示,該實施方式的行星齒輪機構50具有:經由低速用減速齒輪36中右側的小徑部36b的外周旋轉自如地配設的太陽齒輪51;以可公轉及自轉的狀態與太陽齒輪51的齒部嚙合的多個(例如三個)行星齒輪52;分別支承該行星齒輪52使其自如旋轉的行星齒輪軸53;以自如公轉的方式支承這些行星齒輪軸53的行星架54;從外周側與行星齒輪52嚙合的內齒輪55;前側部分嵌合固定在單元殼體22的前側內周面上的固定體57;安裝在太陽齒輪51的左側部的外周并且由可與在固定體57的內周形成的齒部57a(參照圖6(a))卡合且可限制太陽齒輪51逆時針旋轉而將太陽齒輪51固定的單向離合器構成的太陽齒輪固定用離合器56;經由防鎖止用單向離合器59,以可沿軸向滑動的狀態與行星架54花鍵結合并且具有可使防鎖止用單向離合器59的凸輪(爪部)傾倒的突狀傾斜面58a的變速用離合器58(參照圖5)等。此外,防鎖止用單向離合器59與內齒輪55的內齒55a自如卡脫,起到在使該電動助力自行車1后退時,防止合力傳遞體29鎖止的作用。

另外,在該實施方式中,內齒輪55在內周形成有與行星齒輪52嚙合的內齒55a,在外周形成有外齒55b。然后,第三中間軸減速齒輪39與內齒輪55的外齒55b嚙合而將來自中間軸44的合力向內齒輪55傳遞,由此,成為向行星齒輪機構50的內齒輪55的輸入。另外,右側的行星架54與合力傳遞體29一體形成,來自行星齒輪機構50的行星架54的輸出被向合力傳遞體29傳遞。即,該實施方式的行星齒輪機構50構成為從內齒輪55輸入合力且將合力從行星架54輸出。

另外,伴隨變速檔手邊操作部18的操作,經由線纜等使變速用離合器58移動而構成。而且,在變速檔手邊操作部18被切換成低速檔(第一檔)時,如圖4、圖5所示,變速用離合器58的突狀傾斜面58a與防鎖止用單向離合器59的凸輪(爪部)抵接而使該凸輪倒下,其結果,防鎖止用單向離合器59的凸輪從內齒輪55的內齒55a分離,行星架54和內齒輪55分別單獨地自如旋轉。另一方面,當變速檔手邊操作部18被切換成高速檔(第二檔)時,如圖7所示,變速用離合器58的突狀傾斜面58a從防鎖止用單向離合器59的凸輪分離,由此,防鎖止用單向離合器59的凸輪成為可立起的狀態,通過該防鎖止用單向離合器59的凸輪,行星架54和內齒輪55互相卡合而一體地旋轉。

在上述構成中,在變速檔手邊操作部18被切換成低速檔(第一檔)時,如圖4、圖5等所示,變速用離合器58的突狀傾斜面58a與防鎖止用單向離合器59的凸輪(爪部)抵接而使該凸輪倒下,行星架54和內齒輪55分別單獨地自如旋轉。被傳遞至中間軸44的合力經由第三中間軸減速齒輪39被向內齒輪55傳遞,由此,如圖6(b)所示,內齒輪55及行星齒輪55從右側看分別向順時針方向旋轉。太陽齒輪51由于來自行星齒輪52的反作用力而欲向反方向即逆時針方向旋轉,但如圖6(a)所示,安裝于太陽齒輪51上的太陽齒輪固定用離合器56的凸輪與固定體57卡合,太陽齒輪51不向逆時針方向旋轉而成為固定狀態。

其結果,行星架54以相比于內齒輪55被減速的狀態旋轉。例如,在太陽齒輪51的齒數為29,行星齒輪52的齒數為13,內齒輪55的內齒55a的齒數為57,且曲軸以60轉/分(rpm)的速度旋轉的情況下,內齒輪55以70轉/分(rpm)、行星架54以46.4轉/分(rpm)的速度旋轉(參照圖6(a)、(b))。這樣,合力以在行星齒輪機構50內被減速的狀態被向合力傳遞體29及驅動鏈輪13傳遞,并經由鏈條15被向后輪4側傳遞。

在變速檔手邊操作部18被切換成高速檔(第二檔)時,如圖7所示,變速用離合器58的突狀傾斜面58a從防鎖止用單向離合器59的凸輪分離,由此,防鎖止用單向離合器59的凸輪(爪部)成為可立起的狀態而與內齒輪55的內齒55a卡合,行星架54與內齒輪55成為一體地旋轉的狀態。由此,如圖8(b)所示,內齒輪55和行星架54或行星齒輪52以互相的相對位置不變動的狀態一體地旋轉,故而太陽齒輪51也與內齒輪55及行星架54一起一體地旋轉。此外,如圖8(a)所示,此時太陽齒輪固定用離合器56成為空轉狀態。因此,在曲軸以60轉/分(rpm)的速度旋轉的情況下,內齒輪55和行星架54均以70轉/分(rpm)的速度旋轉(參照圖8(a)、(b))。這樣,合力以在行星齒輪機構50內不被減速也不被加速的狀態被向合力傳遞體29及驅動鏈輪13傳遞,并經由鏈條15被向后輪4側傳遞。

根據上述構成,無需使用在單軸式的電動機驅動單元設置外裝變速器時所必需的相對于車寬方向尺寸小的(薄)鏈條,鏈條的耐用年數不會成為極短的期間而使零件更換的頻率不會變快,輔助驅動力也不會不足。另外,不設置前變速器即可,并且不會就前變速器的配設部位產生課題。另外,由于使用行星齒輪機構50進行變速,故而能夠不成為所謂的空檔狀態(空轉狀態)而進行輸出。其結果,不會對搭乘者帶來因在變速時成為所謂的空檔狀態(空轉狀態)而造成的不適感或沖擊。

另外,由于是通過行星齒輪機構50對合成了人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力的合力進行變速的構成,因而與在對人力驅動力進行了變速后與輔助驅動力合成的構成、或在對輔助驅動力進行了變速后與人力驅動力合成的構成的情況相比,能夠擴大力的輸出范圍。

另外,如上述,作為行星齒輪機構50,形成為將合成了人力驅動力和來自電動機21的輔助驅動力的合力從內齒輪55輸入而從行星架54輸出的構成,從而可邊通過行星齒輪機構50減速邊輸出合力。另外,在處于以較高負荷被使用的高速檔時,可構成為內齒輪55、行星架54及太陽齒輪51一體地旋轉,并且不以由行星齒輪機構50的各齒輪嚙合實現的加減速來傳遞扭矩,故而與在低速檔及高速檔的任一情況下,行星齒輪機構50的各齒輪通過嚙合而邊滑動邊傳遞扭矩的構成的情況相比,各齒輪的齒面及齒根難以受到損傷,在強度上具有優勢,并且能夠延長作為行星齒輪機構50的可使用期間(所謂的壽命)。

在上述實施方式(第一實施方式)中,描述了使用以從內齒輪55輸入合力,從行星架54輸出合力的方式構成的行星齒輪機構50的情況,也可以代替該行星齒輪機構50而使用從行星架64輸入合力且從太陽齒輪62輸出合力的行星齒輪機構60(第二實施方式)。此外,在該實施方式中,在中間軸44設有第二中間軸減速齒輪38,但未設有第三中間軸減速齒輪39。

如圖9、圖10等所示,該實施方式的行星齒輪機構60也具備:太陽齒輪61、以可公轉及自轉的狀態與形成于太陽齒輪61的外周面上的齒部61a嚙合的多個(例如三個)行星齒輪62、分別支承該行星齒輪62使其旋轉自如的行星齒輪軸63、支承這些行星齒輪軸63使其旋轉自如的行星架64、從外周側與行星齒輪62嚙合的內齒輪65。另外,在行星架64的大徑外周部形成有與第二中間軸減速齒輪38嚙合的齒部64c。進而,在行星架64的內周側靠左部位形成有筒狀的中徑部64a,該行星架64的中徑部64a經由輔助驅動力切斷用的單向離合器30安裝到連動筒體23的外周。另外,在行星架63的內周側靠右部位形成有筒狀的小徑部64b,該行星架64的小徑部64b旋轉自如地配設在曲軸7a的外周。

在該行星齒輪機構60中,在行星架64的小徑部64b的外周與太陽齒輪61的內周之間也配設有單向離合器66,該單向離合器66的凸輪可與在太陽齒輪61的內周面形成的齒部61b卡合。另外,太陽齒輪61與合力傳遞體29一體形成,被傳遞至太陽齒輪61的力保持不變地被傳遞至合力傳遞體29。另外,在內齒輪65的右側形成有筒狀的小徑部65a,該內齒輪65的小徑部65a以被在合力傳遞體29的外周配設的軸承68和在軸承68的外周側配設的軸承27夾著的狀態被旋轉自如地支承。

另外,如圖12所示,在該行星齒輪機構60中,在太陽齒輪61的外周附近部位將環狀的固定框67固定在單元殼體22(右側殼體22c)。另外,在該固定框67的規定部位(雖然圖示了在固定框67的周向的兩個部位進行設置的情況,但也可以是一個部位或周向上的三個部位)以可沿曲軸7a的軸心方向移動的狀態配設有經由軸69a可擺動的爪狀的變速用離合器69。而且,該變速用離合器69伴隨變速檔手邊操作部18的操作,經由線纜等進行移動(未圖示)。

另外,如圖10所示,在內齒輪65的面向變速用離合器69的外周面形成有可與變速用離合器69的前端卡合的齒狀部65c,但該齒狀部65c的左側部分形成為單純的圓筒形狀,不與變速用離合器69的前端卡合而構成。此外,在變速用離合器69的前端向內齒輪65的外周面側移動的方向上,通過螺旋彈簧(未圖示)等對變速用離合器69施力。

在上述構成中,在變速檔手邊操作部18被切換成低速檔(第一檔)時,如圖9、圖10、圖12(a)所示,變速用離合器69向靠左位置移動,配設在與內齒輪65的外周部上未形成有齒狀部65c的部位相對的位置。由此,內齒輪65的旋轉不被變速用離合器69限制,成為可自由旋轉的狀態。被傳遞至中間軸44的輔助驅動力經由第二中間軸減速齒輪38被傳遞至行星架64,并且在行星架64將輔助驅動力和人力驅動力合并。另外,如圖12(a)所示,在行星架64上安裝的單向離合器66的凸輪與太陽齒輪61卡合,由此,太陽齒輪61與行星架64的小徑部64b一體地旋轉,并且內齒輪65的旋轉也不被限制,故而與行星架64及太陽齒輪62一體地旋轉。其結果,內齒輪65及太陽齒輪61也與行星架64一起以相同的旋轉速度一體地旋轉。因此,例如,在由與上述實施方式相同的齒數,行星架64以60轉/分(rpm)的速度旋轉的情況下,太陽齒輪61也以60轉/分(rpm)的速度旋轉。這樣,在低速檔(第一檔),合力以在行星齒輪機構60內不減速也不加速的狀態被向合力傳遞體29及驅動鏈輪13傳遞,經由鏈條15向后輪4側傳遞。

在變速檔手邊操作部18被切換成高速檔(第二檔)時,如圖11、圖12(b)所示,變速用離合器69向靠右位置移動,配設在可與內齒輪65的外周部上的齒狀部65c卡合的位置。由此,內齒輪65沿規定方向(圖12(b)中的逆時針方向)的旋轉被變速用離合器58限制。行星架64在內齒輪65向逆時針方向的旋轉被限制的狀態下進行旋轉,故而太陽齒輪61以加速狀態旋轉。例如,在行星架64以60轉/分(rpm)的速度旋轉的情況下,太陽齒輪61以大約160轉/分(rpm)的速度旋轉。而且,在高速檔(第二檔),合力以在行星齒輪機構60內被加速的狀態從太陽齒輪61輸出并向合力傳遞體29及驅動鏈輪13傳遞,經由鏈條15被向后輪4側傳遞。此外,此時,由于太陽齒輪以高于行星架64的小徑部64b的高速進行旋轉,故而在其之間配設的單向離合器66空轉。

根據上述構成,也無需使用在單軸式的電動機驅動單元20設置外裝變速器時所必需的相對于車寬方向尺寸小的(薄)鏈條,鏈條的耐用年數不會成為極短的期間,零件更換的頻率不會變快,輔助驅動力也不會不足。另外,不設置前變速器即可,并且不會就前變速器的配設部位產生課題。另外,由于使用行星齒輪機構60進行變速,故而能夠不成為所謂的空檔狀態(空轉狀態)而進行輸出。其結果,不會對搭乘者帶來因在變速時成為所謂的空檔狀態(空轉狀態)而造成的不適感或沖擊。

另外,在該實施方式中,由于是將人力驅動力和來自電動機21的輔助驅動力向行星齒輪機構60的行星架64輸入并合成,通過行星齒輪機構60對該合成的合力進行變速的構成,因而與在對人力驅動力進行了變速后與輔助驅動力合成的構成、或在對輔助驅動力進行了變速后與人力驅動力合成的構成的情況相比,能夠擴大力的輸出范圍。

另外,如上述,作為行星齒輪機構60,構成為將合成了人力驅動力和來自電動機21的輔助驅動力的合力從行星架64輸入而從太陽齒輪61輸出,從而可通過行星齒輪機構60邊加速邊輸出合力。另外,不設置上述第一實施方式那樣的第三中間軸減速齒輪39即可,能夠減少在中間軸44上設置的齒輪的數量,進而能夠實現電動機驅動單元20的緊湊化。另外,能夠通過軸承34、35在中間軸44的兩端支承中間軸44,能夠使用軸承的容量(軸承載荷容量)較小的小型軸承,由此能夠進一步實現電動機驅動單元20的緊湊化(特別是電動機驅動單元20的寬度方向的緊湊化)。

在上述實施方式(第二實施方式)中,描述了使用從行星架64輸入合力,從太陽齒輪61輸出合力的行星齒輪機構60的情況,也可以代替該行星齒輪機構60而使用從太陽齒輪71輸入合力,從行星架74輸出合力的行星齒輪機構70(第三實施方式)。此外,在該實施方式中,與第二實施方式同樣地,在中間軸44未設有第三中間軸減速齒輪39。

如圖13、圖14等所示,該實施方式的行星齒輪機構70也具備:太陽齒輪71、以可公轉及自轉的狀態與太陽齒輪71的齒部71d嚙合的多個(例如三個)行星齒輪72、分別支承該行星齒輪72使其自如旋轉的行星齒輪軸73、支承這些行星齒輪軸73使其自如公轉的行星架74、從外周側與行星齒輪72嚙合的內齒輪75。此外,在該實施方式中,在太陽齒輪71(詳細的是后述的太陽齒輪主體71A)的外周部形成有與第二中間軸減速齒輪38嚙合的大徑齒部71c。另外,在太陽齒輪71的內周側靠左部位形成有筒狀的中徑部71a,該太陽齒輪71的中徑部71a經由輔助驅動力切斷用的單向離合器30安裝到連動筒體23的外周。另外,在施加了人力(踏力)的情況下,構成為人力驅動力和電動機21產生的輔助驅動力在太陽齒輪71被合成。

另外,在該實施方式中,為了在太陽齒輪71安裝后述的變速離合器,太陽齒輪71被分割成太陽齒輪主體71A和外筒部71B而構成,其中,外筒部71B經由細齒花鍵等外嵌于在該太陽齒輪主體71A的內周側靠右部位形成的小徑部71b。而且,在太陽齒輪71的外筒部71B的外周靠右部位形成有與行星齒輪72嚙合的齒部71d。但是,不限于此,也可以用一個零件構成太陽齒輪71。另外,太陽齒輪71的小徑部71b以旋轉自如的狀態配設在曲軸7a的外周。

進而,在太陽齒輪71的外筒部71B的外周靠左區域經由花鍵部以可沿軸向自如滑動的狀態安裝有變速用離合器76。該變速用離合器76構成為伴隨變速檔手邊操作部18的操作,經由線纜等進行移動。另外,在變速用離合器76的內周靠右側面形成有突狀傾斜面76a,該突狀傾斜面76a可使在太陽齒輪71的外筒部71B的外周組裝的防鎖止用單向離合器80的凸輪(爪部)傾倒。此外,防鎖止用單向離合器80與在行星架74的內周側形成的齒部74a自如卡止、脫離,起到在使該電動助力自行車1后退時,防止合力傳遞體29鎖止的作用。

然后,在變速檔手邊操作部18被切換成低速檔(第一檔)時,如圖13、圖14所示,變速用離合器76的突狀傾斜面76a與防鎖止用單向離合器80的凸輪(爪部)抵接而使該凸輪倒下,其結果,防鎖止用單向離合器80的凸輪從行星架74的齒部74a分離,太陽齒輪71和行星架74可分別單獨地自如旋轉。另一方面,當變速檔手邊操作部18被切換成高速檔(第二檔)時,如圖15所示,變速用離合器76的突狀傾斜面76a從防鎖止用單向離合器80的凸輪分離,由此,防鎖止用單向離合器80的凸輪成為可立起的狀態,通過該防鎖止用單向離合器59的凸輪,太陽齒輪71和行星架74互相卡合而一體地旋轉。

另外,右側的行星架74與合力傳遞體29一體形成,來自行星齒輪機構70的行星架74的輸出被向合力傳遞體29傳遞。即,該實施方式的行星齒輪機構70構成為從太陽齒輪71輸入合力,從行星架74輸出合力。

另外,如圖16(a)、(b)等所示,在該實施方式中,在內齒輪75的外周形成有多個突起部75a,僅在該突起部75a的一側的面(如圖16(a)、(b)所示,從右側看,以曲軸7a的軸心為中心,為突起部75a的沿順時針側的面)形成有傾斜面75b。進而,設有可與該突起部75a抵接的截面大致矩形形狀的塊體77。該塊體77配設為自收納凹部78a自如進退,其中,收納凹部78a形成于在單元殼體22的前側內周面固定的固定環78上。在收納凹部78a的靠外周部位配設有板簧79,對塊體77向內周側(與內齒輪75抵接的一側)施力。即,通過向內齒輪75的外周面側按壓塊體77,從而內齒輪75僅可單向(圖16(a)、(b)中的順時針方向)旋轉,發揮與所謂的單向離合器相同的功能(對行星齒輪機構70的內齒輪75在固定的狀態和可旋轉的狀態間進行切換的內齒輪切換機構的一例)。此外,也可以代替這種機構而設置具有凸輪的單向離合器。

在上述構成中,在變速檔手邊操作部18被切換成低速檔(第一檔)時,如圖13、圖14、圖16(a)所示,變速用離合器76向靠右位置移動,變速用離合器76的突狀傾斜面76a與防鎖止用單向離合器80的凸輪(爪部)抵接而使該凸輪倒下。由此,太陽齒輪71與行星架74相互間的旋轉不被限制而處于可自由旋轉的狀態。然后,在施加了人力驅動力時,太陽齒輪71以與曲軸7a相同的轉速(例如60轉/分(rpm))沿相同方向(如圖16(a)所示,為順時針)旋轉,相應地,行星齒輪72以行星旋轉軸73為中心沿逆時針方向自轉。另一方面,內齒輪75從行星齒輪72受到反作用力,欲沿逆時針方向旋轉,但此時,塊體77與內齒輪75的突起部75a中未設有傾斜面75b一側的側面抵接,其結果,內齒輪75成為固定狀態。這樣,在內齒輪75被固定的狀態下,太陽齒輪71旋轉,由此,行星架74以減速狀態旋轉(例如20.2轉/分(rpm))。這樣,在低速檔(第一檔),合力以在行星齒輪機構70內被減速的狀態從行星架74輸出,該被減速而扭矩被放大的合力被向合力傳遞體29及驅動鏈輪13傳遞,經由鏈條15向后輪4側傳遞。

在變速檔手邊操作部18被切換成高速檔(第二檔)時,如圖15、圖16(b)所示,變速用離合器76向靠左位置移動,變速用離合器76的突狀傾斜面76a從防鎖止用單向離合器80的凸輪分離。由此,防鎖止用單向離合器80的凸輪成為可立起的狀態,太陽齒輪以與曲軸7a相同的轉速(例如60轉/分(rpm))沿相同方向(如圖16(a)所示為順時針),與行星架74一體旋轉。另外,由于太陽齒輪71與行星架74一體旋轉,故而內齒輪75也相應地一體旋轉(例如60轉/分(rpm))。此外,此時,塊體77與內齒輪75的突起部75a抵接,但在抵接的面形成有傾斜面75a,故而內齒輪75沿順時針方向順暢地旋轉。這樣,在高速檔(第二檔),合力不在行星齒輪機構70內被加速或被減速,而是以保持不變的狀態從行星架74輸出,該合力被向合力傳遞體29及驅動鏈輪13傳遞,經由鏈條15向后輪4側傳遞。

根據上述構成,也無需使用在單軸式的電動機驅動單元20設置外裝變速器時所必需的相對于車寬方向尺寸小的(薄)鏈條,鏈條的耐用年數不會成為極短的期間,零件更換的頻率不會變快,輔助驅動力也不會不足。另外,不設置前變速器即可,并且不會就前變速器的配設部位產生課題。另外,由于使用行星齒輪機構70進行變速,故而能夠不成為所謂的空檔狀態(空轉狀態)而進行輸出。其結果,不會對搭乘者帶來因在變速時成為所謂的空檔狀態(空轉狀態)而造成的不適感或沖擊。

另外,在該實施方式中,由于是將人力驅動力和來自電動機21的輔助驅動力被向行星齒輪機構70的太陽齒輪71輸入并合成,通過行星齒輪機構70對該被合成的合力進行變速的構成,因而與在對人力驅動力進行了變速后與輔助驅動力合成的構成、或在對輔助驅動力進行了變速后與人力驅動力合成的構成的情況相比,能夠擴大力的輸出范圍。

另外,如上述,作為行星齒輪機構70,構成為將合成了人力驅動力和來自電動機21的輔助驅動力的合力從太陽齒輪71輸入而從行星架74輸出,從而可通過行星齒輪機構70邊減速邊輸出合力。另外,不設置上述第一實施方式那樣的第三中間軸減速齒輪39即可,能夠減少在中間軸44上設置的齒輪的數量,進而能夠實現電動機驅動單元20的緊湊化(特別是電動機驅動單元20的寬度方向的緊湊化)。另外,能夠通過軸承34、35在中間軸44的兩端支承中間軸44,能夠使用軸承的容量(軸承載荷容量)較小的小型軸承,由此能夠進一步實現電動機驅動單元20的緊湊化。

另外,在處于較高負荷被使用的高速檔時,可構成為太陽齒輪71、行星架74及內齒輪75一體地旋轉,并且不以由行星齒輪機構70的各齒輪嚙合實現的加減速來傳遞扭矩,故而與在低速檔及高速檔時均利用行星齒輪機構70的各齒輪嚙合邊滑動邊傳遞扭矩的構成的情況相比,各齒輪的齒面及齒根不易損傷,在強度上具有優勢,并且能夠延長可使用期間(所謂的壽命)。

需要說明的是,在上述實施方式中,描述了如下的情況,即,將鏈條15用作環狀驅動力傳遞體,將來自驅動鏈輪13的力經由鏈條15向后鏈輪14傳遞的情況。但是不限于此,如圖17所示,也可以將帶齒的帶19用作環狀驅動力傳遞體,將來自相當于驅動鏈輪的驅動齒輪13'的力經由帶齒的帶19向后齒輪(未圖示)傳遞而構成。

產業上的可利用性

本發明可適用于可通過來自踏板的踏力實現的人力驅動力上加上由電動機產生的輔助驅動力而可行駛的各種電動助力自行車。

權利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種電動助力自行車,包括具有電動機的電動機驅動單元,可在來自踏板的踏力產生的人力驅動力上加上由電動機產生的輔助驅動力而進行行駛,其特征在于,

對來自所述踏板的人力驅動力進行傳遞的曲軸和所述電動機以互不相同的軸心為中心旋轉,

在所述曲軸的外周配設有對所述人力驅動力進行傳遞的人力傳遞體,

在所述曲軸的外周配設有合力傳遞體,該合力傳遞體對將人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力合成了的合力進行傳遞,

在所述電動機驅動單元設有行星齒輪機構,該行星齒輪機構對將人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力合成了的合力進行變速,

在所述行星齒輪機構設有變速用離合器,該變速用離合器通過在相對于變速用的部件的凸形狀部分或凹形狀部分卡合的狀態和不卡合的狀態間進行切換,從而切換多個變速檔。

2.如權利要求1所述的電動助力自行車,其特征在于,

所述行星齒輪機構的太陽齒輪及內齒輪以與曲軸相同的軸心配設。

3.如權利要求1或2所述的電動助力自行車,其特征在于,

所述人力傳遞體、所述合力傳遞體及所述行星齒輪機構配設在所述電動機驅動單元的內部,經由所述行星齒輪機構被傳遞至所述合力傳遞體的合力經由與曲軸同軸心的驅動力輸出輪體和架設在該人力驅動力輸出輪體上的環狀驅動力傳遞體被向后輪傳遞。

4.如權利要求1~3中任一項所述的電動助力自行車,其特征在于,

所述行星齒輪機構具有將合成了人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力的合力輸入的內齒輪、和將可變速的合力輸出的行星架。

5.如權利要求4所述的電動助力自行車,其特征在于,

所述變速用離合器對所述內齒輪和所述行星架在一體旋轉狀態和非一體旋轉狀態間進行切換。

6.如權利要求4或5所述的電動助力自行車,其特征在于,

設有固定在電動機驅動單元的單元殼體上的固定體,在該固定體與所述太陽齒輪之間配設有太陽齒輪固定用的單向離合器。

7.如權利要求1~3中任一項所述的電動助力自行車,其特征在于,

所述行星齒輪機構具有將合成了人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力的合力輸入的行星架、和將可變速的合力輸出的太陽齒輪。

8.如權利要求7所述的電動助力自行車,其特征在于,

所述變速用離合器對所述行星齒輪機構的內齒輪在固定狀態和可旋轉狀態間進行切換。

9.如權利要求7或8所述的電動助力自行車,其特征在于,

在所述行星齒輪機構的太陽齒輪與行星架之間配設有單向離合器。

10.如權利要求1~3中任一項所述的電動助力自行車,其特征在于,

所述行星齒輪機構具有將合成了人力驅動力和來自電動機的輔助驅動力的合力輸入的太陽齒輪、和將可變速的合力輸出的行星架。

11.如權利要求10所述的電動助力自行車,其特征在于,

所述變速用離合器對所述行星齒輪機構的所述太陽齒輪和所述行星架在一體旋轉狀態和非一體旋轉狀態間進行切換。

12.如權利要求10所述的電動助力自行車,其特征在于,

設有對所述行星齒輪機構的內齒輪在固定狀態和可旋轉狀態間進行切換的內齒輪切換機構。

13.如權利要求1~12中任一項所述的電動助力自行車,其特征在于,

在所述人力傳遞體形成有用于對所述人力驅動力進行檢測的扭矩傳感器的磁致伸縮發生部。

14.如權利要求1~13中任一項所述的電動助力自行車,其特征在于,

在所述人力傳遞體或與所述人力傳遞體連動的零件上設有對所述人力傳遞體的旋轉進行檢測的旋轉檢測器。

15.如權利要求3所述的電動助力自行車,其特征在于,

作為所述環狀驅動力傳遞體,使用有帶齒的帶。

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