CN107010167A - 自行车用驱动单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自行车用驱动单元，能够抑制伴随曲柄的旋转速度的变化而辅助力降低。自行车用驱动单元，包括：具有多个变速级的变速机构；以及能够对变速机构传递转矩的马达，变速机构包括：第一输入侧旋转体及第二输入侧旋转体；与第一输入侧旋转体连结的第一输出侧旋转体；与第二输入侧旋转体连结的第二输出侧旋转体；被传递第一及第二输出侧旋转体的旋转的输出部；以及能够切换将第一输入侧旋转体的旋转传递给输出部的第一状态和将第二输入侧旋转体的旋转传递给输出部的第二状态的切换机构，从第一及第二输入侧旋转体向输出部仅传递所述马达的转矩，从输出部输出的转矩在从输出部至车轮的驱动力的传递路径上与人力驱动力汇合。

Description

自行车用驱动单元

技术领域

本发明涉及自行车用驱动单元。

背景技术

已知具备对人力驱动力进行助力的马达的自行车用驱动单元。自行车用驱动单元除了马达还包括将马达的旋转减速并输出的减速器以及被从减速器和曲柄轴分别传递旋转的输出部等。专利文献1公开了以往的自行车用驱动单元的一例。

专利文献1：日本特许2623419号公报

以往的自行车用驱动单元中，马达的旋转速度与曲柄的旋转速度成正比。马达具有对应旋转速度而输出转矩变动的特性，所以根据曲柄的旋转速度的不同，可能会出现马达的输出转矩不足而辅助力变小的情况。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种自行车用驱动单元，能够抑制伴随曲柄的旋转速度的变化而辅助力降低。

〔1〕本发明的一种自行车用驱动单元，包括：具有多个变速级的变速机构；以及能够对所述变速机构传递转矩的马达，所述变速机构包括：绕第一轴心能够旋转地设置的第一输入侧旋转体及第二输入侧旋转体；绕与所述第一轴心平行的第二轴心能够旋转地设置，与所述第一输入侧旋转体连结的第一输出侧旋转体；绕所述第二轴心能够旋转地设置，与所述第二输入侧旋转体连结的第二输出侧旋转体；被传递所述第一输出侧旋转体及所述第二输出侧旋转体的旋转的输出部；以及能够切换将所述第一输入侧旋转体的旋转传递给所述输出部的第一状态和将所述第二输入侧旋转体的旋转传递给所述输出部的第二状态的切换机构，从所述第一输入侧旋转体及所述第二输入侧旋转体向所述输出部仅传递所述马达的转矩，从所述输出部输出的转矩在从所述输出部至车轮的驱动力的传递路径上与人力驱动力汇合。

〔2〕根据上述自行车用驱动单元的一例，所述输出部由曲柄轴构成。

〔3〕根据上述自行车用驱动单元的一例，所述输出部由能够将曲柄轴配置于内周的中空轴构成。

〔4〕根据上述自行车用驱动单元的一例，该自行车用驱动单元还包括与所述输出部连结的所述曲柄轴。

〔5〕根据上述自行车用驱动单元的一例，所述第一输入侧旋转体及所述第二输入侧旋转体由直径不同的齿轮构成，所述第一输出侧旋转体由与所述第一输入侧旋转体啮合的齿轮构成，所述第二输出侧旋转体由与所述第二输入侧旋转体啮合的齿轮构成。

〔6〕根据上述自行车用驱动单元的一例，该自行车用驱动单元还包括绕所述第一轴心能够旋转地设置的第一旋转轴，所述第一输出侧旋转体及所述第二输出侧旋转体固定于所述输出部，所述切换机构在所述第一状态下能够将所述第一旋转轴与所述第一输入侧旋转体一体旋转，能够将所述第一旋转轴与所述第二输入侧旋转体相对旋转，在所述第二状态下能够将所述第一旋转轴与所述第二输入侧旋转体一体旋转，能够将所述第一旋转轴与所述第一输入侧旋转体相对旋转。

〔7〕根据上述自行车用驱动单元的一例，构成为所述第一输出侧旋转体的转速相对于所述第一输入侧旋转体的转速的比小于所述第二输出侧旋转体的转速相对于所述第二输入侧旋转体的转速的比，所述切换机构包括：在所述第一状态下将所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体连结，在所述第二状态下允许所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体的相对旋转的连结切换部；以及设于所述第一旋转轴及所述第一输入侧旋转体之间的单向离合器。

〔8〕根据上述自行车用驱动单元的一例，所述单向离合器在所述第一旋转方向上的所述第一输入侧旋转体的旋转速度与所述第一旋转轴的旋转速度相等的情况下使所述第一旋转轴与所述第一输入侧旋转体一体旋转，在所述第一旋转方向上的所述第一输入侧旋转体的旋转速度大于所述第一旋转轴的旋转速度的情况下使所述第一旋转轴与所述第一输入侧旋转体相对旋转。

〔9〕根据上述自行车用驱动单元的一例，所述连结切换部包括能够从所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体的一者突出的爪以及设置于所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体的另一者上以被所述爪钩挂的卡合部，通过使所述爪钩挂在所述卡合部，从而将所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体连结，通过使所述爪从所述卡合部分离，从而允许所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体的相对旋转。

〔10〕根据上述自行车用驱动单元的一例，所述切换机构还包括控制所述连结切换部的控制部。

〔11〕根据上述自行车用驱动单元的一例，所述控制部包括：以所述爪从所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体突出的方式对所述爪施加力的施力部件；能够以所述爪从所述卡合部分离的方式使所述爪相对于所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体的另一者动作的可动部件；以及通过使所述可动部件动作来切换所述第一状态及所述第二状态的驱动部。

〔12〕根据上述自行车用驱动单元的一例，所述第一旋转轴设于所述第一输入侧旋转体及所述第二输入侧旋转体的各自上的孔中。

〔13〕根据上述自行车用驱动单元的一例，所述爪配置于所述第一旋转轴的外周与所述第二输入侧旋转体的内周之间。

〔14〕根据上述自行车用驱动单元的一例，该自行车用驱动单元还包括将所述马达的旋转减速并传递给所述变速机构的减速机构。

〔15〕根据上述自行车用驱动单元的一例，所述马达的一部分配置在与所述第一轴心及所述第二轴心垂直的平面中与所述第一输入侧旋转体及所述第二输入侧旋转体的至少一者同一平面上。

〔16〕根据上述自行车用驱动单元的一例，所述第一输出侧旋转体及所述第二输出侧旋转体形成一体。

发明效果：

本发明的自行车用驱动单元能够抑制伴随曲柄的旋转速度的变化而使辅助力降低。

附图说明

图1是具有第一实施方式的自行车用驱动单元的电动助力自行车的一部分的侧面图。

图2是切换机构为第一状态时的图1的2－2线的剖面图。

图3是切换机构为第二状态时的图1的2－2线的剖面图。

图4是变形例的自行车用驱动单元的剖面图。

附图标记说明：

30驱动单元(自行车用驱动单元)；32曲柄轴；34第二离合器；36变速机构；38马达；38A输出轴；38B齿轮；40机壳；42第一旋转轴；44减速机构；50第一输入侧旋转体；50A齿轮；50B孔；52第二输入侧旋转体；52A齿轮；52B孔；54第一输出侧旋转体；54A齿轮；56第二输出侧旋转体；56A齿轮；58输出部；60切换机构；62连结切换部；64单向离合器；66控制部；68爪；70卡合部；72施力部件；74可动部件；76驱动部。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1所示的电动助力自行车10具备自行车用驱动单元(以下称作“驱动单元30”)。在一例中，电动助力自行车10还具备一对曲柄臂12、一对踏板16、前链轮18、后链轮20、车链22和第一离合器24。

一对曲柄臂12以能够与驱动单元30的曲柄轴32一体旋转的状态分别连结于曲柄轴32的两端部。一对曲柄臂12与曲柄轴32一起构成曲柄。一对踏板16分别具有踏板主体17和踏板轴14。踏板轴14分别连结于一对曲柄臂12。踏板主体17以能够相对于踏板主体14旋转的状态分别支承于一对踏板轴14。

前链轮18通过驱动单元30的输出部58与驱动单元30连结。后链轮20经由第一离合器24与电动助力自行车10的后轮(省略图示)连结。第一离合器24是将前链轮18的旋转传递给后轮，且不将后轮的旋转传递给前轮18的单向离合器。车链22卷挂于前链轮18和后链轮20。

驱动单元30的功能是对输入到曲柄轴32的人力驱动力进行助力。驱动单元30安装于电动助力自行车10的车架，相对于车架能够拆装。将驱动单元30与车架结合的结构(手段)例如是螺栓。安装于电动助力自行车10的车架的电池(省略图示)能够对驱动单元30供给电能。

如图2所示，驱动单元30包括变速机构36和马达38。马达38的一例是电动马达。在一例中，驱动单元30还包括第二离合器34、机壳40、第一旋转轴42、减速机构44和控制装置46。

曲柄轴32以相对于驱动单元30能够旋转的状态由驱动单元30支承。曲柄轴32的两端部从机壳40突出。变速机构36、马达38、曲柄轴32、第二离合器34、第一旋转轴42、减速机构44和控制装置46设于机壳40。在另一例中，曲柄轴32可以包括于驱动单元30。

曲柄轴32经由第二离合器34连结于变速机构36的输出部58。输出部58的一方的端部58A从机壳40突出。曲柄轴32以两端部从输出部58和机壳40突出的方式***输出部58内。曲柄轴32经由输出部58支承于机壳40。

第二离合器34设于曲柄轴32的外周与输出部58的内周之间。第二离合器34是单向离合器。第二离合器34以当曲柄轴32向前方旋转的情况下从曲柄轴32对输出部58传递旋转，当曲柄轴32向后方旋转的情况下不从曲柄轴32向输出部58传递旋转的方式与曲柄轴32及输出部58连结。

前链轮18在机壳40的外部配置于机壳40的侧方。前链轮18由螺栓B安装于驱动单元30。螺栓B以在其与输出部58之间固定前链轮18的方式被旋入输出部58。

使图1所示的曲柄轴32向前方旋转的人力驱动力被输入踏板16的情况下，曲柄轴32相对于电动助力自行车10的车架向前方旋转。这种情况下，曲柄轴32的旋转经由第二离合器34及输出部58传递给前链轮18，前链轮18的旋转经由车链22传递给后链轮20。使曲柄轴32向后方旋转的人力驱动力被输入给踏板16的情况下，曲柄轴32相对于车架向后方旋转。这种情况下，由第二离合器34的作用，曲柄轴32的旋转不传递给输出部58及前链轮18。

如图2所示，减速机构44将马达38的旋转减速并传递给变速机构36。减速机构44包括第一旋转轴42和第二旋转轴48。第一旋转轴42绕第一轴心CA能够旋转地设置。第一旋转轴42能够旋转地支承于机壳40。第一旋转轴42经由在轴线方向隔开间隔地设置的多个轴承支承于机壳40。第一轴心CA从第二轴心CB离开，与第二轴心CB平行设置。第二旋转轴48能够旋转地支承于机壳40，设置在与马达38的输出轴38A相邻的位置。第二旋转轴48与第一旋转轴42平行设置，从第一旋转轴42离开。第二旋转轴48经由在轴线方向隔开间隔地设置的多个轴承能够旋转地支承于机壳40。

马达38能够对变速机构36传递转矩。马达38的一部分配置在与第一轴心CA和第二轴心CB垂直的平面中与第一输入侧旋转体50和第二输入侧旋转体52的至少一者同一个平面上。

减速机构44还包括设于马达38的输出轴38A的齿轮38B、设于第二旋转轴48的第一齿轮48A及第二齿轮48B、设于第一旋转轴42的齿轮42A。第一齿轮48A与第二旋转轴48同轴设置，与第一齿轮48A一体旋转。第一齿轮48A与齿轮38B啮合。齿轮38B的齿数少于第一齿轮48A。因此，马达38的旋转被减速并传递给第二旋转轴48。在第二旋转轴48的与设置第一齿轮48A的部分不同的其他部分上设置有第二齿轮48B。第二齿轮48B与第二旋转轴48同轴设置，固定于第二旋转轴48，与第二旋转轴48一体旋转。第二齿轮48B与齿轮42A啮合。第二齿轮48B的齿数少于齿轮42A的齿数。因此，第二旋转轴48的旋转被减速，并传递给第一旋转轴42。齿轮38B与马达38的输出轴38A可以一体形成，也可以分体形成并连结。第一齿轮48A和第二齿轮48B的至少任一者与第二旋转轴48可以一体形成，也可以分体形成并连结。齿轮42A与第一旋转轴42可以一体形成，也可以分体形成并连结。

变速机构36具有多个变速级。变速机构36具有第一输入侧旋转体50、第二输入侧旋转体52、第一输出侧旋转体54、第二输出侧旋转体56、输出部58和切换机构60。

第一输入侧旋转体50和第二输入侧旋转体52绕第一轴心CA能够旋转地设置。第一输入侧旋转体50和第二输入侧旋转体52在第一旋转轴42的轴方向上设于相邻的位置。第一输入侧旋转体50和第二输入侧旋转体52能够相对旋转。第一输入侧旋转体50构成齿轮50A，在其外周部形成有多个齿。第二输入侧旋转体52构成齿轮52A，在其外周部形成有多个齿。第一输入侧旋转体50和第二输入侧旋转体52由直径不同的齿轮50A、52A构成。齿轮50A的直径小于齿轮52A的直径。齿轮50A的齿数少于齿轮52A的齿数。第一旋转轴42***分别设于第一输入侧旋转体50和第二输入侧旋转体52上的孔50B、52B中。

第一输出侧旋转体54绕第二轴心CB能够旋转地设置。第一输出侧旋转体54连结于第一输入侧旋转体50。具体地，第一输出侧旋转体54在其外周部具有多个齿，由与第一输入侧旋转体50啮合的齿轮54A构成。构成第一输入侧旋转体50的齿轮50A与构成第一输出侧旋转体54的齿轮54A啮合。因此，从第一旋转轴42向第一输入侧旋转体50输入旋转时，第一输出侧旋转体54旋转。

第二输出侧旋转体56绕第二轴心CB能够旋转地设置。第二输出侧旋转体56连结于第二输入侧旋转体52。具体地，第二输出侧旋转体56在其外周部具有多个齿，由与第二输入侧旋转体52啮合的齿轮56A构成。构成第二输入侧旋转体52的齿轮52A与构成第二输出侧旋转体56的齿轮56A啮合。因此，从第一旋转轴42向第二输入侧旋转体52输入旋转时，第二输出侧旋转体56旋转。

第一输出侧旋转体54和第二输出侧旋转体56一体形成。齿轮54A的直径大于齿轮56A的直径。齿轮54A的齿数多于齿轮56A的齿数。因此，构成为第一输出侧旋转体54的转速相对于第一输入侧旋转体50的转速的比大于第二输出侧旋转体56的转速相对于第二输入侧旋转体52的转速的比。

输出部58由能够将曲柄轴32配置在内周的中空轴构成。输出部58绕第二轴心CB能够旋转地设于机壳40。在输出部58的外周例如通过花键嵌合或压接等不能旋转地设置第一输出侧旋转体54和第二输出侧旋转体56。第一输出侧旋转体54和第二输出侧旋转体56也可以通过对输出部58进行加工而与输出部58一体形成。第一输出侧旋转体54和第二输出侧旋转体56固定于输出部58。因此，在输出部58上被传递第一输出侧旋转体54和第二输出侧旋转体56的旋转。

切换机构60具备连结切换部62、单向离合器64和控制部66。切换机构60能够切换将第一输入侧旋转体50的旋转传递给输出部58的第一状态和将第二输入侧旋转体52的旋转传递给输出部58的第二状态。切换机构60在第一状态下能够将第一旋转轴42与第一输入侧旋转体50一体旋转，能够将第一旋转轴42与第二输入侧旋转体52相对旋转。切换机构60在第二状态下能够将第一旋转轴42与第二输入侧旋转体52一体旋转，能够将第一旋转轴42与第一输入侧旋转体50相对旋转。

连结切换部62在第一状态下将第一旋转轴42及第二输入侧旋转体52连结，在第二状态下允许第一旋转轴42及第二输入侧旋转体52的相对旋转。连结切换部62具备爪68和卡合部70。爪68和卡合部70优选设置多个。爪68配置在第一旋转轴42的外周与第二输入侧旋转体52的内周之间。爪68能够从第一旋转轴42突出。卡合部70设置于第二输入侧旋转体52以由爪68钩挂。连结切换部62通过使爪68钩挂在卡合部70，从而将第一旋转轴42及第二输入侧旋转体52连结，通过将爪68从卡合部70离开，从而允许第一旋转轴42及第二输入侧旋转体52的相对旋转。卡合部70包括一个或多个凹部或凸部的至少任一者。卡合部70可以由棘齿槽形成。

控制部66控制连结切换部62。控制部66具备施力部件72、可动部件74和驱动部76。

施力部件72以使爪68从第一旋转轴42突出的方式对爪68施加力。施力部件72例如是环状的弹簧，以覆盖爪68的一部分的方式安装于第一旋转轴42的外周部。

可动部件74能够以使爪68从卡合部70离开的方式使爪68相对于第二输入侧旋转体52动作。可动部件74是环状的部件，绕第一旋转轴42能够与第一旋转轴42相对旋转地支承于机壳40。可动部件74设置在轴方向的第一端面74A与爪68相对置的位置。第一端面74A形成随着朝向爪68而直径扩大的扩径状(テーパ状)。可动部件74在轴线方向上向从爪68离开的方向例如被弹簧施力。

驱动部76通过使可动部件74移动，切换第一状态和第二状态。驱动部76具备变速用马达78和环状部件80。环状部件80绕第一旋转轴42能够与第一旋转轴42相对旋转地支承于机壳40。环状部件80在轴线方向的端面具备凸轮面80A。在环状部件80的凸轮面80A上接触着可动部件74。

凸轮面80A能够与可动部件74的轴方向的第二端面74B接触。环状部件80与变速用马达78连接，能够通过变速用马达78来旋转。由变速用马达78的驱动使环状部件80旋转时，对应其旋转方向使可动部件74向靠近爪68的方向或从爪68离开的方向移动。

单向离合器64设于第一旋转轴42及第一输入侧旋转体50之间。单向离合器64当第一旋转方向上的第一输入侧旋转体50的旋转速度与第一旋转轴42的旋转速度相等的情况下使第一旋转轴42与第一输入侧旋转体50一体旋转。单向离合器64当第一旋转方向上的第一输入侧旋转体50的旋转速度大于第一旋转轴42的旋转速度的情况下使第一旋转轴42与第一输入侧旋转体50相对旋转。通过连结切换部62形成了第二状态时，第二输入侧旋转体52的旋转被传递给第二输出侧旋转体56。这种情况下，与第一输入侧旋转体50的旋转被传递给第一输出侧旋转体54时相比，输出部58和第一输出侧旋转体54的旋转速度更高。因此，第一输出侧旋转体54的旋转使第一输入侧旋转体50以高于第一旋转轴42的速度旋转。因此，第一输入侧旋转体50的旋转速度大于第一旋转轴42的旋转速度，由单向离合器64使第一输入侧旋转体50与第一旋转轴42相对旋转。另外，第一旋转方向是电动助力自行车10前进时的第一输入侧旋转体50的旋转方向。

如图2所示，可动部件74接近爪68而使爪68绕第一旋转轴42旋转时，爪68从卡合部70离开。因此，允许第一旋转轴42与第二输入侧旋转体52的相对旋转。因此，第一旋转轴42的旋转对应第一输入侧旋转体50的齿轮50A的齿数与第一输出侧旋转体54的齿轮54A的齿数的比而变速。齿轮50A的齿数少于齿轮54A的齿数。

如图3所示，可动部件74从爪68离开时，爪68由施力部件72而朝向卡合部70突出。这时，爪68与卡合部70卡合，所以第一旋转轴42与第二输入侧旋转体52能够一体旋转。这时，第一旋转轴42的旋转对应第二输入侧旋转体52的齿轮52A的齿数与第二输出侧旋转体56的齿轮56A的齿数的比而变速。齿轮52A的齿数为齿轮56A的齿数以下，所以第一旋转轴42的旋转保持等速或被减速并传递给第二输出侧旋转体56。并且，第一输出侧旋转体54的转速相对于第一输入侧旋转体50的转速的比大于第二输出侧旋转体56的转速相对于第二输入侧旋转体52的转速的比。因此，图2所示的第一状态时，与图3所示的第二状态时相比，第一旋转轴42的旋转被减速而传递给第一输出侧旋转体54和第二输出侧旋转体56。

驱动单元30还包括转矩传感器82和旋转速度传感器(省略图示)。转矩传感器82例如是应变规、半导体应变传感器或磁应变传感器。转矩传感器82安装于输出部58。转矩传感器82检测施加给输出部58的转矩。

曲柄轴32的旋转被传递给输出部58，马达38的旋转不被传递给输出部58的情况下，转矩传感器82将反映了输入给曲柄轴32的人力驱动力的信号输出给控制装置46。曲柄轴32的旋转和马达38的旋转被传递给输出部58的情况下，转矩传感器82将反映了输入给曲柄轴32的人力驱动力与经由变速机构36传递来的马达38的转矩所合成的转矩的信号输出给控制装置46。

旋转速度传感器包括检测曲柄的旋转速度的踏频传感器。踏频传感器例如检测设于曲柄轴32的磁铁。踏频传感器包括舌簧开关或霍尔元件等磁检测传感器。踏频传感器将与曲柄臂32的旋转速度对应的信号输出给控制装置46。踏频传感器也可以是检测设于曲柄臂12的磁铁的结构。这种情况下，踏频传感器将与曲柄臂12的旋转速度对应的信号输出给控制装置46。旋转速度传感器还可以包括检测电动助力自行车10的前轮或后轮的旋转速度的速度传感器。控制装置46基于旋转速度传感器的检测结果计算曲柄的旋转速度。

控制装置46控制马达38和变速用马达78。控制装置46根据人力驱动力和曲柄轴32的旋转速度控制马达38和变速用马达78的旋转。在一例中，控制装置46基于由转矩传感器82检测的人力驱动力和由旋转速度传感器检测的电动助力自行车10的行驶速度控制马达38和变速用马达78的输出。

控制装置46当曲柄的旋转速度从规定速度以下变为高于规定速度时，驱动变速用马达78，使第一旋转轴42与第二输出侧旋转体56卡合。控制装置46当曲柄的旋转速度从规定速度以上变为低于规定速度时，驱动变速用马达78，使第一旋转轴42与第二输出侧旋转体56的卡合解除。由此，在曲柄的旋转速度高的区域中，输出部58的转速相对于第一旋转轴42的转速的比较大，在曲柄的旋转速度低的区域中，输出部58的转速相对于第一旋转轴42的转速的比较小。

由变速机构36进行了变速的旋转被传递给输出部58。即、在输出部58中，马达38的转矩和曲柄轴32的转矩被合力。通过这样的结构，从第一输入侧旋转体50及第二输入侧旋转体52向输出部58仅传递马达38的转矩，从输出部58输出的转矩在从输出部58至与后链轮20(参照图1)连接的车轮(省略图示)的驱动力的传递路径上与人力驱动力汇合。前链轮18上被传递变速机构36的旋转，且不经由变速机构36被给予曲柄轴32的旋转。

关于驱动单元30的作用和效果进行说明。

(1)驱动单元30具备将马达38的旋转变速并传递给输出部58的变速机构36。通过驱动变速用马达78，能够变更变速机构36的变速比。根据该结构，能够容易将马达38的旋转速度抑制在规定的范围内，所以能够抑制伴随曲柄的旋转速度的变化使辅助力降低的情况。

(2)马达38的一部分配置在与第一轴心CA和第二轴心CB垂直的平面中与第一输入侧旋转体50和第二输入侧旋转体52同一个平面上。因此，能够减小驱动单元30在曲柄轴32的轴方向上的尺寸。

(3)切换机构60具备单向离合器64。因此，与在第一输入侧旋转体50与第一输出侧旋转体54之间设置与第二输入侧旋转体52和第二输出侧旋转体56同样的连结切换部62的情况比较，能够简单地构成驱动单元30的结构。

(变形例)

关于上述各实施方式的说明是本发明的自行车用驱动单元能够采用的方式的例示，不意味着限制该实施方式。本发明的自行车用驱动单元例如能够采用以下所示的上述各实施方式的变形例以及彼此不矛盾的至少两个变形例组合而成的方式。

·各实施方式的驱动单元30的结构例如图4所示能够任意变更。图4表示的驱动单元30中，输出部58由曲柄轴32构成。在该结构中，也可以是从第一输入侧旋转体50及第二输入侧旋转体52向输出部58仅传递马达38的转矩，从输出部58输出的转矩在从输出部58至与后链轮20(参照图1)连接的车轮(省略图示)的驱动力的传递路径上与人力驱动力汇合。

·实施方式的切换机构60的爪68也可以从第二输入侧旋转体突出。这种情况下，卡合部70设置于第一旋转轴42以由爪68钩挂。

·实施方式的马达38也可以配置在与第一轴心CA和第二轴心CB垂直的平面中与第一输入侧旋转体50和第二输入侧旋转体52不在同一平面上。例如可以在图2的曲柄轴32的轴方向上马达38的整体比第一输入侧旋转体50远离前链轮18地配置马达38。

·实施方式的驱动单元30上也可以设置具有三级以上的变速级的变速机构36。例如绕第一轴心CA设置第三输入侧旋转体，绕第二轴心CB设置第三输出侧旋转体。这种情况下，切换机构60能够切换将第一旋转轴42与第三输入侧旋转体能够一体旋转的第三状态和将第一旋转轴42与第三输入侧旋转体能够相对旋转的第四状态。

·实施方式的第二输入侧旋转体52的齿轮52A的齿数也可以多于第二输出侧旋转体56的齿轮56A的齿数。这种情况下，第一旋转轴42和第二输出侧旋转体56一体旋转时，第一旋转轴42的旋转被增速而输入第二输出侧旋转体56。

·上述的变形例中，第一输入侧旋转体50的齿轮50A的齿数也可以为第一输出侧旋转体54的齿轮54A的齿数以下。这种情况下，第一旋转轴42和第二输入侧旋转体52相对旋转时，第一旋转轴42的旋转保持等速或被增速而输入第一输出侧旋转体54。

·实施方式的第一输出侧旋转体54和第二输出侧旋转体56也可以分体形成，各自设于输出部58。

·在上述的变形例中，也可以将切换机构60设于第一输出侧旋转体54及第二输出侧旋转体56与输出部58之间。这种情况下，第一输入侧旋转体50及第二输入侧旋转体52固定于第一旋转轴42，第一输出侧旋转体54及第二输出侧旋转体56能够相对旋转地设于输出部58。第一输入侧旋转体50及第二输入侧旋转体52固定于第一旋转轴42的情况下，马达38或减速机构44可以对构成第一输入侧旋转体50的齿轮的齿或构成第二输入侧旋转体52的齿轮的齿传递转矩。

·实施方式的驱动单元30中，也可以将转矩传感器82安装于曲柄轴32。

·实施方式的减速机构44中，也可以在第二旋转轴48与第一旋转轴42之间设置将第二旋转轴48的旋转减速并传递给第一旋转轴42的第三旋转轴。即，在减速机构44中也可以设置三级以上的减速。

·实施方式的驱动单元30中，也可以在马达38与变速机构36之间的传递路径上设置单向离合器。

·实施方式的驱动单元30中可以采用不包括曲柄轴32的方式。这种情况下，作为自行车的构成要素的曲柄轴32设于驱动单元30。

·实施方式的驱动单元30可以采用不包括减速机构44的方式。这种情况下，例如也能够使第一旋转轴42的齿轮42A和马达38的输出轴38A的齿轮38B啮合。

·驱动单元30所设置的位置能够任意变更。在一例中，驱动单元30可以设于后链轮20附近。这种情况下，能够将后轮的轮毂壳作为连结部件构成。变速机构36连结于后轮的轮毂壳上。曲柄轴32的旋转经由后链轮20传递给后轮的轮毂壳。因此，后轮的轮毂壳上被传递变速机构36的旋转，不经由变速机构36被给予曲柄轴32的旋转。

·实施方式中，可以省略第二离合器34。

·实施方式中，控制装置46可以设于机壳40的外部，也可以设于电动助力自行车10的车架。

·实施方式中，也可以省略变速用马达78。这种情况下，驾驶员能够操作的操纵杆和驱动部76的环状部件80可以通过线缆连接。

·各实施方式中，也可以是这样的结构，将转矩传感器82配置于输出部58中经由第二离合器34与曲柄轴32连结的部分和第一输出侧旋转体54及第二输出侧旋转体56所连结的部分之间。这种情况下，即使马达38进行驱动，转矩传感器82也能够仅检测人力驱动力。

Claims (16)

1.一种自行车用驱动单元，包括：

具有多个变速级的变速机构；以及

能够对所述变速机构传递转矩的马达，

所述变速机构包括：

绕第一轴心能够旋转地设置的第一输入侧旋转体及第二输入侧旋转体；

绕与所述第一轴心平行的第二轴心能够旋转地设置，与所述第一输入侧旋转体连结的第一输出侧旋转体；

绕所述第二轴心能够旋转地设置，与所述第二输入侧旋转体连结的第二输出侧旋转体；

被传递所述第一输出侧旋转体及所述第二输出侧旋转体的旋转的输出部；以及

能够切换将所述第一输入侧旋转体的旋转传递给所述输出部的第一状态和将所述第二输入侧旋转体的旋转传递给所述输出部的第二状态的切换机构，

从所述第一输入侧旋转体及所述第二输入侧旋转体向所述输出部仅传递所述马达的转矩，

从所述输出部输出的转矩在从所述输出部至车轮的驱动力的传递路径上与人力驱动力汇合。

2.如权利要求1所述的自行车用驱动单元，其中，所述输出部由曲柄轴构成。

3.如权利要求1所述的自行车用驱动单元，其中，所述输出部由能够将曲柄轴配置于内周的中空轴构成。

4.如权利要求3所述的自行车用驱动单元，该自行车用驱动单元还包括与所述输出部连结的所述曲柄轴。

5.如权利要求1～3任一项所述的自行车用驱动单元，其中，所述第一输入侧旋转体及所述第二输入侧旋转体由直径不同的齿轮构成，

所述第一输出侧旋转体由与所述第一输入侧旋转体啮合的齿轮构成，

所述第二输出侧旋转体由与所述第二输入侧旋转体啮合的齿轮构成。

6.如权利要求1～5任一项所述的自行车用驱动单元，

该自行车用驱动单元还包括绕所述第一轴心能够旋转地设置的第一旋转轴，

所述第一输出侧旋转体及所述第二输出侧旋转体固定于所述输出部，

所述切换机构在所述第一状态下能够将所述第一旋转轴与所述第一输入侧旋转体一体旋转，能够将所述第一旋转轴与所述第二输入侧旋转体相对旋转，在所述第二状态下能够将所述第一旋转轴与所述第二输入侧旋转体一体旋转，能够将所述第一旋转轴与所述第一输入侧旋转体相对旋转。

7.如权利要求6所述的自行车用驱动单元，其中，

构成为所述第一输出侧旋转体的转速相对于所述第一输入侧旋转体的转速的比小于所述第二输出侧旋转体的转速相对于所述第二输入侧旋转体的转速的比，

所述切换机构包括：

在所述第一状态下将所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体连结，在所述第二状态下允许所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体的相对旋转的连结切换部；以及

设于所述第一旋转轴及所述第一输入侧旋转体之间的单向离合器。

8.如权利要求7所述的自行车用驱动单元，其中，所述单向离合器在所述第一旋转方向上的所述第一输入侧旋转体的旋转速度与所述第一旋转轴的旋转速度相等的情况下使所述第一旋转轴与所述第一输入侧旋转体一体旋转，在所述第一旋转方向上的所述第一输入侧旋转体的旋转速度大于所述第一旋转轴的旋转速度的情况下使所述第一旋转轴与所述第一输入侧旋转体相对旋转。

9.如权利要求7或8所述的自行车用驱动单元，其中，所述连结切换部包括能够从所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体的一者突出的爪以及设置于所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体的另一者上以被所述爪钩挂的卡合部，通过使所述爪钩挂在所述卡合部，从而将所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体连结，通过使所述爪从所述卡合部分离，从而允许所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体的相对旋转。

10.如权利要求7～9任一项所述的自行车用驱动单元，其中，所述切换机构还包括控制所述连结切换部的控制部。

11.如引用权利要求9的权利要求10所述的自行车用驱动单元，其中，所述控制部包括：以所述爪从所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体突出的方式对所述爪施加力的施力部件；能够以所述爪从所述卡合部分离的方式使所述爪相对于所述第一旋转轴及所述第二输入侧旋转体的另一者动作的可动部件；以及通过使所述可动部件动作来切换所述第一状态及所述第二状态的驱动部。

12.如权利要求6～11任一项所述的自行车用驱动单元，其中，所述第一旋转轴设于所述第一输入侧旋转体及所述第二输入侧旋转体的各自上的孔中。

13.如权利要求12所述的自行车用驱动单元，其中，所述爪配置于所述第一旋转轴的外周与所述第二输入侧旋转体的内周之间。

14.如权利要求1～13任一项所述的自行车用驱动单元，该自行车用驱动单元还包括将所述马达的旋转减速并传递给所述变速机构的减速机构。

15.如权利要求1～14任一项所述的自行车用驱动单元，其中，所述马达的一部分配置在与所述第一轴心及所述第二轴心垂直的平面中与所述第一输入侧旋转体及所述第二输入侧旋转体的至少一者同一平面上。

16.如权利要求1～15任一项所述的自行车用驱动单元，其中，所述第一输出侧旋转体及所述第二输出侧旋转体形成一体。