本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)單元及具備驅(qū)動(dòng)單元的電動(dòng)助力自行車。

背景技術(shù)：

目前，作為電動(dòng)助力自行車所具備的驅(qū)動(dòng)單元，例如，如圖26所示，具備：具有踏板曲軸201的人力驅(qū)動(dòng)系和根據(jù)施加在踏板曲軸201上的踏力來(lái)增減電動(dòng)機(jī)202的輸出的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系，筒狀的合力軸203與踏板曲軸201旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)置在同一軸線上。兩驅(qū)動(dòng)系與合力軸203的一端相連結(jié)，從合力軸203的另一端向后輪傳遞動(dòng)力。

踏板曲軸201貫通筒狀的中間軸204，中間軸204與合力軸203鄰接，并且旋轉(zhuǎn)自如地與踏板曲軸201設(shè)置在同一軸線上。另外，中間軸204的一端經(jīng)由單向離合器205與合力軸203相連結(jié)，中間軸204的另一端與踏板曲軸201相結(jié)合。

合力軸203在外周部具有多個(gè)齒206。在合力軸203設(shè)置有鏈輪207，在鏈輪207卷繞有鏈條208。另外，在電動(dòng)機(jī)202的輸出軸209形成有輸出齒輪210，在輸出齒輪210和合力軸203的齒206之間，嚙合有減速器211的齒輪212、213。

據(jù)此，通過(guò)蹬踏板，人力驅(qū)動(dòng)力從踏板曲軸201經(jīng)由中間軸204及單向離合器205傳遞給合力軸203。另外，由電動(dòng)機(jī)202產(chǎn)生的輔助驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由減速器211傳遞給合力軸203，合力軸203通過(guò)人力驅(qū)動(dòng)力和輔助驅(qū)動(dòng)力合成的合成驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)，鏈輪207與合力軸203一起旋轉(zhuǎn)，由此合成驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由鏈條208傳遞給后輪，后輪旋轉(zhuǎn)。

另外，上述的電動(dòng)助力自行車的驅(qū)動(dòng)單元215例如記載在下述專利文獻(xiàn)1中。

專利文獻(xiàn)1:(日本)特開(kāi)平10－250673

但是，上述驅(qū)動(dòng)單元215不具備變速機(jī)構(gòu)，所以在利用電動(dòng)助力自行車在陡峭的上坡路行駛的情況下，存在給電動(dòng)機(jī)202或自行車的搭乘者帶來(lái)過(guò)大的負(fù)荷這樣的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，在通過(guò)人力驅(qū)動(dòng)力和輔助驅(qū)動(dòng)力合成的合成驅(qū)動(dòng)力使合力傳遞體旋轉(zhuǎn)，并使該合力傳遞體的旋轉(zhuǎn)傳遞給后輪的驅(qū)動(dòng)單元及電動(dòng)助力自行車中，能夠減輕電動(dòng)機(jī)或搭乘者的負(fù)荷。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本第一發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置于電動(dòng)助力自行車，該電動(dòng)助力自行車可利用由來(lái)自踏板的踏力產(chǎn)生的人力驅(qū)動(dòng)力上加上由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的輔助驅(qū)動(dòng)力而行駛，其中，具有：通過(guò)人力驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)自如的曲軸、通過(guò)將人力驅(qū)動(dòng)力和輔助驅(qū)動(dòng)力合成的合成驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)自如的合力傳遞體、設(shè)置于合力傳遞體的輸出輪體、改變合力傳遞體的轉(zhuǎn)速的變速機(jī)構(gòu)，曲軸和合力傳遞體同軸地設(shè)置，變速機(jī)構(gòu)具有齒輪比(傳動(dòng)比)不同的多個(gè)可選擇的變速擋(變速級(jí))，并具備檢測(cè)所選擇的變速擋的檢測(cè)裝置。

據(jù)此，在利用電動(dòng)助力自行車行駛時(shí)，可以根據(jù)行駛路面的傾斜等選擇最適合的變速擋，由此，能夠減輕電動(dòng)機(jī)或搭乘者的負(fù)荷，進(jìn)行適合于行駛路面的行駛。

在本第二發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元中，檢測(cè)裝置在變速擋被切換時(shí)，可檢測(cè)切換前的變速擋與切換后的變速擋之間的切換中途的狀態(tài)，當(dāng)通過(guò)檢測(cè)裝置檢測(cè)出變速擋的切換中途狀態(tài)時(shí)，則控制電動(dòng)機(jī)，以使輔助驅(qū)動(dòng)力暫時(shí)下降。

據(jù)此，在利用電動(dòng)助力自行車行駛中，切換變速擋時(shí)，當(dāng)通過(guò)檢測(cè)裝置檢測(cè)變速擋的切換中途狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輔助驅(qū)動(dòng)力就會(huì)暫時(shí)下降。由此，例如，從高速擋向低速擋切換(降擋)時(shí)，作用在合力傳遞體上的合成驅(qū)動(dòng)力的轉(zhuǎn)矩暫時(shí)下降，不會(huì)有大的轉(zhuǎn)矩突然作用在合力傳遞體上，因此，能夠順暢地從高速擋向低速擋切換(降擋)。因此，切換變速擋(降擋)時(shí)，過(guò)大的合成驅(qū)動(dòng)力不會(huì)瞬間作用在合力傳遞體上，不需要過(guò)高地保持合力傳遞體的強(qiáng)度。

在本第三發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元中，檢測(cè)裝置具有向接通和斷開(kāi)切換自如的多個(gè)檢測(cè)器，基于被切換為接通或斷開(kāi)的檢測(cè)器的個(gè)數(shù)，檢測(cè)所選擇的變速擋及變速擋的切換中途狀態(tài)。

在本第四發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元中，變速擋由可選擇的低速擋和高速擋構(gòu)成，變速機(jī)構(gòu)具有低速擋用變速齒輪、高速擋用變速齒輪、切換變速擋的變速擋切換機(jī)構(gòu)，低速擋用變速齒輪和高速擋用變速齒輪與電動(dòng)機(jī)連動(dòng)，變速擋切換機(jī)構(gòu)具有向低速擋切換位置和高速擋切換位置移動(dòng)自如的可動(dòng)切換部件，選擇了低速擋的情況下，可動(dòng)切換部件向低速擋切換位置移動(dòng)，合成驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由低速擋用變速齒輪傳遞給合力傳遞體，合力傳遞體旋轉(zhuǎn)，選擇了高速擋的情況下，可動(dòng)切換部件向高速擋切換位置移動(dòng)，合成驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由高速擋用變速齒輪傳遞給合力傳遞體，合力傳遞體旋轉(zhuǎn)。

據(jù)此，例如，從高速擋向低速擋切換(降擋)的情況下，變速擋切換機(jī)構(gòu)的可動(dòng)切換部件從高速擋切換位置向低速擋切換位置移動(dòng)，經(jīng)由高速擋用變速齒輪傳遞到合力傳遞體的合成驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由低速擋用變速齒輪傳遞到合力傳遞體，合力傳遞體旋轉(zhuǎn)。

此時(shí)，若檢測(cè)出從高速擋向低速擋的切換中途的狀態(tài)時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)的輔助驅(qū)動(dòng)力暫時(shí)下降，所以在從高速擋向低速擋切換時(shí)，作用在合力傳遞體上的合成驅(qū)動(dòng)力的轉(zhuǎn)矩暫時(shí)下降，不會(huì)有大的轉(zhuǎn)矩突然作用在合力傳遞體上。

在本第五發(fā)明的驅(qū)動(dòng)單元中，檢測(cè)裝置檢測(cè)可動(dòng)切換部件的切換位置，由此來(lái)識(shí)別所選擇的變速擋，檢測(cè)裝置檢測(cè)可動(dòng)切換部件的低速擋切換位置和高速擋切換位置的中間位置，由此來(lái)識(shí)別是變速擋的切換中途狀態(tài)。

據(jù)此，例如，從高速擋向低速擋切換(降擋)時(shí)，檢測(cè)裝置檢測(cè)可動(dòng)切換部件的高速擋切換位置和低速擋切換位置的中間位置，由此來(lái)識(shí)別是從高速擋向低速擋的切換中途的狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)的輔助驅(qū)動(dòng)力暫時(shí)下降。由此，從高速擋向低速擋切換時(shí)，不會(huì)有大的轉(zhuǎn)矩突然作用在合力傳遞體上。

之后，檢測(cè)裝置檢測(cè)可動(dòng)切換部件的低速擋切換位置，由此來(lái)識(shí)別被切換為低速擋的情況。

本第六發(fā)明的電動(dòng)助力自行車具備上述第一方面～第五方面中任一方面所述的驅(qū)動(dòng)單元，其中，在后輪設(shè)置有后部輪體，在輸出輪體和后部輪體上卷掛有環(huán)狀的驅(qū)動(dòng)力傳遞部件。

發(fā)明效果

根據(jù)如以上所述的本發(fā)明，在利用電動(dòng)助力自行車行駛時(shí)，可以根據(jù)行駛路面的傾斜等選擇最適合的變速擋，由此，能夠減輕電動(dòng)機(jī)及搭乘者的負(fù)荷，進(jìn)行適合于行駛路面的行駛。

另外，利用電動(dòng)助力自行車行駛中，若在切換變速擋時(shí)，通過(guò)檢測(cè)裝置檢測(cè)變速擋的切換中途狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)的輔助驅(qū)動(dòng)力就會(huì)暫時(shí)下降。由此，例如，從高速擋向低速擋切換時(shí)，不會(huì)有大的轉(zhuǎn)矩突然作用在合力傳遞體上，因此，可以順暢地從高速擋向低速擋切換。因此，切換變速擋時(shí)，在合力傳遞體上不會(huì)瞬間作用過(guò)大的合成驅(qū)動(dòng)力，不需要過(guò)高地保持合力傳遞體的強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的自行車的側(cè)面圖；

圖2是同上電動(dòng)助力自行車的局部剖切側(cè)面圖；

圖3是同上電動(dòng)助力自行車的驅(qū)動(dòng)單元的右側(cè)面圖；

圖4是同上驅(qū)動(dòng)單元的右側(cè)面剖面圖；

圖5是同上驅(qū)動(dòng)單元的平面剖面圖，表示切換為低速擋的狀態(tài)；

圖6是放大表示圖5的驅(qū)動(dòng)單元的主要部分的平面剖面圖；

圖7是同上驅(qū)動(dòng)單元的低速用單向離合器和高速用單向離合器的概念性的側(cè)面圖，表示切換為低速擋的狀態(tài)；

圖8是同上驅(qū)動(dòng)單元的切換離合器的剖面圖；

圖9是同上驅(qū)動(dòng)單元的平面剖面圖，表示切換為高速擋的狀態(tài)；

圖10是放大表示圖9的驅(qū)動(dòng)單元的主要部分的平面剖面圖；

圖11是同上驅(qū)動(dòng)單元的低速用單向離合器和高速用單向離合器的概念性的側(cè)面圖，表示切換為高速擋的狀態(tài)；

圖12是同上驅(qū)動(dòng)單元的變速擋切換機(jī)構(gòu)的剖面圖，表示切換為低速擋的狀態(tài)；

圖13是同上驅(qū)動(dòng)單元的檢測(cè)裝置的光傳感器的立體圖；

圖14是同上驅(qū)動(dòng)單元的檢測(cè)裝置的檢測(cè)片的立體圖；

圖15是表示同上驅(qū)動(dòng)單元的檢測(cè)裝置的光傳感器和檢測(cè)片的位置關(guān)系的圖，表示切換為低速擋的狀態(tài)；

圖16是同上驅(qū)動(dòng)單元的變速擋切換機(jī)構(gòu)的剖面圖，表示切換為高速擋的狀態(tài)；

圖17是表示同上驅(qū)動(dòng)單元的檢測(cè)裝置的光傳感器和檢測(cè)片的位置關(guān)系的圖，表示切換為高速擋的狀態(tài)；

圖18是同上驅(qū)動(dòng)單元的變速擋切換機(jī)構(gòu)的剖面圖，表示交換中途的狀態(tài)；

圖19是表示同上驅(qū)動(dòng)單元的檢測(cè)裝置的光傳感器和檢測(cè)片的位置關(guān)系的圖，表示交換中途的狀態(tài)；

圖20是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)單元的檢測(cè)裝置的光傳感器和檢測(cè)片的位置關(guān)系的圖，表示切換為低速擋的狀態(tài)；

圖21是表示同上驅(qū)動(dòng)單元的檢測(cè)裝置的光傳感器和檢測(cè)片的位置關(guān)系的圖，表示切換為高速擋的狀態(tài)；

圖22是表示同上驅(qū)動(dòng)單元的檢測(cè)裝置的光傳感器和檢測(cè)片的位置關(guān)系的圖，表示交換中途的狀態(tài)；

圖23是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)單元的檢測(cè)裝置的光傳感器和檢測(cè)片的位置關(guān)系的圖，表示切換為低速擋的狀態(tài)；

圖24是表示同上驅(qū)動(dòng)單元的檢測(cè)裝置的光傳感器和檢測(cè)片的位置關(guān)系的圖，表示切換為高速擋的狀態(tài)；

圖25是表示同上驅(qū)動(dòng)單元的檢測(cè)裝置的光傳感器和檢測(cè)片的位置關(guān)系的圖，表示交換中途的狀態(tài)；

圖26是現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)單元的平面剖面圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。

(第一實(shí)施方式)

圖1、圖2中的1為本發(fā)明第一實(shí)施方式的電動(dòng)助力自行車。如圖1、圖2等所示，該電動(dòng)助力自行車1具有車架2、前輪3、后輪4、車把5、車座6、踏板8、具備電動(dòng)機(jī)9的驅(qū)動(dòng)單元10和向電動(dòng)機(jī)9供給電力的由二次電池構(gòu)成的蓄電池11等，在由來(lái)自踏板8的踏力產(chǎn)生的人力驅(qū)動(dòng)力加上由電動(dòng)機(jī)9產(chǎn)生的輔助驅(qū)動(dòng)力(助力)而可行駛。

如圖3～圖5所示，驅(qū)動(dòng)單元10具有電動(dòng)機(jī)9、通過(guò)人力驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)自如的曲軸14、通過(guò)合成人力驅(qū)動(dòng)力和輔助驅(qū)動(dòng)力的合成驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)自如的合力傳遞體15、設(shè)置于合力傳遞體15的輸出鏈輪16(輸出輪體的一個(gè)例子)、使電動(dòng)機(jī)9的旋轉(zhuǎn)減速并向合力傳遞體15傳遞的減速機(jī)構(gòu)20、根據(jù)多個(gè)變速擋(變速級(jí))而改變合力傳遞體15的轉(zhuǎn)速的變速機(jī)構(gòu)17、控制部18、殼體19等。

如圖2所示，在后輪4的中心部設(shè)置有后部鏈輪25(后部輪體的一個(gè)例子)，在輸出鏈輪16和后部鏈輪25上卷掛有環(huán)狀的鏈條26(驅(qū)動(dòng)力傳遞部件的一個(gè)例子)。

如圖3～圖8所示，變速機(jī)構(gòu)17具備低速擋(低速級(jí))用變速齒輪29、高速擋(高速級(jí))用變速齒輪30、切換變速擋的變速擋(變速級(jí))切換機(jī)構(gòu)31(參照?qǐng)D12)。

曲軸14貫通驅(qū)動(dòng)單元10的殼體19，旋轉(zhuǎn)自如地被保持。在曲軸14的左右兩端部設(shè)置有曲柄臂34，踏板8設(shè)置于各曲柄臂34的前端部。

合力傳遞體15和低速擋用變速齒輪29配設(shè)在曲軸14的外周，另外，圓筒狀的人力傳遞體37和連動(dòng)筒體38配設(shè)在曲軸14的外周。人力傳遞體37是向連動(dòng)筒體38傳遞來(lái)自曲軸14的人力驅(qū)動(dòng)力的部件，連動(dòng)筒體38是向合力傳遞體15傳遞來(lái)自人力傳遞體37的人力驅(qū)動(dòng)力的部件。

在人力傳遞體37的內(nèi)周和曲軸14靠左側(cè)部分的外周，分別形成有相互嚙合的鋸齒形部39(或花鍵部)。人力傳遞體37外嵌在曲軸14的靠左側(cè)部分，經(jīng)由鋸齒形部39與曲軸14一體旋轉(zhuǎn)自如。

在連動(dòng)筒體38的左端部?jī)?nèi)周和人力傳遞體37的右端部外周，分別形成有相互嚙合的鋸齒形部40(或花鍵部)。連動(dòng)筒體38外嵌在曲軸14，位于人力傳遞體37的右鄰，經(jīng)由鋸齒形部40與人力傳遞體37一體旋轉(zhuǎn)自如。

在人力傳遞體37的外周面設(shè)置有磁致伸縮發(fā)生部42，在磁致伸縮發(fā)生部42的外周側(cè)，隔開(kāi)一定的間隙設(shè)置有線圈43。由磁致伸縮發(fā)生部42和線圈43構(gòu)成轉(zhuǎn)矩傳感器44，通過(guò)轉(zhuǎn)矩傳感器44檢測(cè)來(lái)自曲軸14的人力驅(qū)動(dòng)力。

在連動(dòng)筒體38的外周設(shè)置有被檢測(cè)體45。另外，在連動(dòng)筒體38的外周側(cè)，隔開(kāi)一定的間隙設(shè)置有旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器46。由被檢測(cè)體45和旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器46構(gòu)成旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置47，連動(dòng)筒體38的旋轉(zhuǎn)量及旋轉(zhuǎn)方向由旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置47檢測(cè)，基于此，也可以檢測(cè)曲軸14或踏板8的旋轉(zhuǎn)量及旋轉(zhuǎn)方向。另外，作為旋轉(zhuǎn)檢測(cè)器46，例如使用光傳感器等，另外，作為被檢測(cè)體45，使用周向具有多個(gè)齒部(遮光部)的圓環(huán)狀的部件等。

低速擋用變速齒輪29比高速擋用變速齒輪30直徑大，具有形成于外周部的齒部49、形成于內(nèi)周部且向右側(cè)突出的小徑的圓筒部50，旋轉(zhuǎn)自如地外嵌在曲軸14。另外，低速擋用變速齒輪29和連動(dòng)筒體38可以經(jīng)由單向離合器51進(jìn)行連動(dòng)，單向離合器51在周向連接或分離低速擋用變速齒輪29和連動(dòng)筒體38。

合力傳遞體15是旋轉(zhuǎn)自如地外嵌在曲軸14的圓筒狀的部件，具有形成于左側(cè)的中徑筒狀部53、形成于右側(cè)的小徑筒狀部54、形成于中徑筒狀部53的內(nèi)周的齒部55、形成于中徑筒狀部53的外周的花鍵部56。另外，曲軸14和合力傳遞體15同軸設(shè)置。另外，輸出鏈輪16外嵌在小徑筒狀部54，與合力傳遞體15一體地旋轉(zhuǎn)。

低速擋用變速齒輪29的圓筒部50插入合力傳遞體15的中徑筒狀部53內(nèi)，在低速擋用變速齒輪29的圓筒部50的外周，設(shè)置有低速用單向離合器58。如圖6、圖7、圖10、圖11所示，低速用單向離合器58具有在徑向上立起橫倒自如的多個(gè)凸輪58a(棘爪)和以凸輪58a立起的方式向徑向外側(cè)施力的圓環(huán)狀的彈簧58b。低速用單向離合器58的凸輪58a與合力傳遞體15的齒部55自如卡脫自如，如圖7所示，在凸輪58a被切換為立起姿勢(shì)的情況下，凸輪58a與齒部55卡合，如圖11所示，在凸輪58a被切換為橫倒姿勢(shì)的情況下，凸輪58a從齒部55脫開(kāi)。

高速擋用變速齒輪30經(jīng)由軸承60旋轉(zhuǎn)自如地外嵌在合力傳遞體15的小徑筒狀部54。高速擋用變速齒輪30具有形成于外周部的齒部61、形成于內(nèi)周部且向右側(cè)突出的小徑圓筒部62、形成于齒部61和小徑圓筒部62之間且向左側(cè)突出的中徑圓筒部63、形成于中徑圓筒部63的內(nèi)周的齒部64。另外，高速擋用變速齒輪30的直徑比低速擋用變速齒輪29的直徑小。

在合力傳遞體15的中徑筒狀部53的外周，設(shè)置有高速用單向離合器66。如圖6、圖7、圖10、圖11所示，高速用單向離合器66具有在徑向上立起橫倒自如的多個(gè)凸輪66a(棘爪)和以凸輪66a立起的方式向徑向外側(cè)施力的圓環(huán)狀的彈簧66b。高速用單向離合器66的凸輪66a與高速擋用變速齒輪30的齒部64卡脫自如，如圖11所示，在凸輪66a被切換為立起姿勢(shì)的情況下，凸輪66a與齒部64卡合，如圖7所示，在凸輪66a被切換為橫倒姿勢(shì)的情況下，凸輪66a從齒部64脫開(kāi)。

另外，如圖5、圖6所示，曲軸14的左端部經(jīng)由一軸承67旋轉(zhuǎn)自如地支承在殼體19，高速擋用變速齒輪30的小徑圓筒部62與曲軸14的右端部和合力傳遞體15一起，經(jīng)由另一軸承68旋轉(zhuǎn)自如地支承在殼體19。

電動(dòng)機(jī)9具有定子70、轉(zhuǎn)子71、與轉(zhuǎn)子71一體旋轉(zhuǎn)自如的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸72。另外，在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸72的前端部外周形成有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪73。

減速機(jī)構(gòu)20具有平行地設(shè)置于曲軸14和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸72之間的中間軸74、設(shè)置于中間軸74的第一～第三減速齒輪75～77、單向離合器78。中間軸74經(jīng)由一對(duì)軸承79旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)置于殼體19內(nèi)。第一減速齒輪75的直徑比第二減速齒輪76的直徑大，第三減速齒輪77的直徑比第二減速齒輪76的直徑大且比第一減速齒輪75的直徑小。

第一減速齒輪75與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪73嚙合，第二減速齒輪76與低速擋用變速齒輪29嚙合，第三減速齒輪77與高速擋用變速齒輪30嚙合。由此，低速擋用變速齒輪29和高速擋用變速齒輪30經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)20與電動(dòng)機(jī)9連動(dòng)。另外，單向離合器78是用于切斷人力驅(qū)動(dòng)力的離合器，設(shè)置于中間軸74的外周和第一減速齒輪75的內(nèi)周之間。在中間軸74和第一減速齒輪75經(jīng)由單向離合器78連接在一起的情況下，第一～第三減速齒輪75～77與中間軸74一起一體地向一方向旋轉(zhuǎn)。

另外，變速機(jī)構(gòu)17具有齒輪比不同的可選擇的低速擋(變速擋的一個(gè)例子)和高速擋(變速擋的一個(gè)例子)。在選擇了低速擋的情況下，低速擋用變速齒輪29的旋轉(zhuǎn)傳遞到合力傳遞體15，在選擇了高速擋的情況下，高速擋用變速齒輪30的旋轉(zhuǎn)傳遞到合力傳遞體15。

如圖6、圖8、圖12所示，變速擋切換機(jī)構(gòu)31具有切換高速用單向離合器66的凸輪66a的姿勢(shì)的切換離合器81、向低速擋切換位置L和高速擋切換位置H移動(dòng)自如的可動(dòng)切換部件82。

切換離合器81為圓環(huán)狀的部件，內(nèi)周具有花鍵部84，外周具有凹部85，外嵌在合力傳遞體15的中徑筒狀部53。切換離合器81的花鍵部84和合力傳遞體15的花鍵部56在周向嚙合。切換離合器81經(jīng)由花鍵部56、84沿曲軸14的軸心方向A移動(dòng)自如。

在切換離合器81的內(nèi)周面的右端的角部，形成有越靠近端面越向徑向外側(cè)擴(kuò)展的傾斜面86。傾斜面86將高速用單向離合器66的凸輪66a引導(dǎo)為橫倒姿勢(shì)，如圖6所示，在切換離合器81向一方向B移動(dòng)的情況下，切換離合器81與高速用單向離合器66的凸輪66a抵接，凸輪66a被切換到橫倒姿勢(shì)。另外，如圖10所示，在切換離合器81向另一方向C移動(dòng)的情況下，切換離合器81從高速用單向離合器66的凸輪66a分開(kāi)，凸輪66a被切換到立起姿勢(shì)。

如圖4、圖12所示，可動(dòng)切換部件82是使切換離合器81移動(dòng)的部件，具有切換軸88、離合器臂89、連動(dòng)筒90、墊圈91。切換軸88被設(shè)置在殼體19內(nèi)的一對(duì)支承部93、94支承，與曲軸14平行地設(shè)置，沿軸心方向A移動(dòng)自如。

離合器臂89具有筒部96、設(shè)置于筒部96的C字形狀的臂部97。如圖6、圖8所示，臂部97嵌入切換離合器81的凹部85。如圖12所示，墊圈91外嵌在切換軸88，位于離合器臂89的筒部96和連動(dòng)筒90之間。切換軸88插通于離合器臂89的筒部96和連動(dòng)筒90，離合器臂89和連動(dòng)筒90與切換軸88一起向軸心方向A移動(dòng)自如。另外，可動(dòng)切換部件82通過(guò)線圈狀的彈簧98以從高速擋切換位置H向低速擋切換位置L的方向移動(dòng)的方式被施力。另外，在切換軸88的一端部設(shè)置有卡合環(huán)100。

如圖1所示，在車把5設(shè)置有選擇變速擋的手邊操作部101，搭乘者通過(guò)操作手邊操作部101，可以選擇低速擋及高速擋。另外，在電動(dòng)助力自行車1設(shè)置有根據(jù)對(duì)手邊操作部101的操作使可動(dòng)切換部件82移動(dòng)的切換動(dòng)作裝置102。如圖12所示，切換動(dòng)作裝置102具有拉線(cable)103和聯(lián)桿104。聯(lián)桿104以支點(diǎn)104a為中心轉(zhuǎn)動(dòng)自如，具有與切換軸88的卡合環(huán)100卡合的卡合臂104b。另外，拉線103被連接于手邊操作部101和聯(lián)桿104之間。

如圖12～圖15所示，在驅(qū)動(dòng)單元10的殼體19內(nèi)具備檢測(cè)由手邊操作部101選擇的變速擋的檢測(cè)裝置108。檢測(cè)裝置108具有向接通(ON)和斷開(kāi)(OFF)切換自如的兩個(gè)(多個(gè))光傳感器109a、109b(檢測(cè)器的一個(gè)例子)、兩個(gè)(多個(gè))檢測(cè)片110a、110b。

光傳感器109a、109b分別是利用另一受光部114接受從一發(fā)光部112放射的檢測(cè)光113的透過(guò)式光傳感器，安裝在安裝基板115。安裝基板115設(shè)置于殼體19內(nèi)。另外，光傳感器109a、109b在軸心方向A，一部分彼此重疊，并且向與軸心方向A正交的方向D偏移而排列。

檢測(cè)片110a、110b是與可動(dòng)切換部件82一起向軸心方向A移動(dòng)，遮斷從光傳感器109a、109b的發(fā)光部112放射的檢測(cè)光113的部件，并設(shè)置于連動(dòng)筒90的外周部。

驅(qū)動(dòng)單元10的控制部18(參照?qǐng)D5)基于檢測(cè)裝置108進(jìn)行的檢測(cè)，控制電動(dòng)機(jī)9等。

以下，說(shuō)明上述結(jié)構(gòu)的作用。

(1)關(guān)于驅(qū)動(dòng)單元10的動(dòng)作

(1-1)在利用電動(dòng)助力自行車1行駛時(shí)，例如搭乘者操作手邊操作部101選擇低速擋的情況下，如圖12所示，拉線103向一方向E移動(dòng)，通過(guò)彈簧98的施力，可動(dòng)切換部件82向低速擋切換位置L移動(dòng)。

由此，如圖6所示，切換離合器81與離合器臂89連動(dòng)向一方向B移動(dòng)，與高速用單向離合器66的凸輪66a抵接。由此，如圖7所示，凸輪66a切換為橫倒姿勢(shì)，合力傳遞體15和高速擋用變速齒輪30之間被切斷。

在該狀態(tài)下，通過(guò)蹬踏板8，如圖5、圖6所示，曲軸14旋轉(zhuǎn)，人力傳遞體37和連動(dòng)筒體38旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，連動(dòng)筒體38在旋轉(zhuǎn)方向經(jīng)由單向離合器51與低速擋用變速齒輪29連接。因此，連動(dòng)筒體38的旋轉(zhuǎn)傳遞到低速擋用變速齒輪29。

另外，通過(guò)電動(dòng)機(jī)9驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸72旋轉(zhuǎn)，減速機(jī)構(gòu)20的第一減速齒輪75和中間軸74進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，第二及第三減速齒輪76、77旋轉(zhuǎn)，第二減速齒輪76的旋轉(zhuǎn)傳遞到低速擋用變速齒輪29，第三減速齒輪77的旋轉(zhuǎn)傳遞到高速擋用變速齒輪30。

由此，低速擋用變速齒輪29和高速擋用變速齒輪30分別進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，如圖5～圖7所示，低速擋用變速齒輪29在旋轉(zhuǎn)方向經(jīng)由低速用單向離合器58與合力傳遞體15連接。因此，低速擋用變速齒輪29的旋轉(zhuǎn)傳遞到合力傳遞體15，合力傳遞體15旋轉(zhuǎn)，輸出鏈輪16旋轉(zhuǎn)，并且鏈條26轉(zhuǎn)動(dòng)，后輪4旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，作用在曲軸14的人力驅(qū)動(dòng)力和電動(dòng)機(jī)9的輔助驅(qū)動(dòng)力合成的合成驅(qū)動(dòng)力，從低速擋用變速齒輪29傳遞到合力傳遞體15，合力傳遞體15通過(guò)合成驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)。

另外，此時(shí)，高速用單向離合器66的凸輪66a切換為橫倒姿勢(shì)，合力傳遞體15和高速擋用變速齒輪30之間被切斷，因此，高速擋用變速齒輪30的旋轉(zhuǎn)傳不再向合力傳遞體15傳遞。

(1-2)另外，在搭乘者操作手邊操作部101選擇高速擋的情況下，如圖16所示，拉線103向另一方向F移動(dòng)，聯(lián)桿104向另一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，可動(dòng)切換部件82抵抗彈簧98的施力，向高速擋切換位置H移動(dòng)。

由此，如圖10所示，切換離合器81與離合器臂89連動(dòng)，向另一方向C移動(dòng)，從高速用單向離合器66的凸輪66a分開(kāi)。由此，如圖9～圖11所示，凸輪66a通過(guò)彈簧66b的施力，切換為立起姿勢(shì)，合力傳遞體15和高速擋用變速齒輪30之間相連接。

在該狀態(tài)下，通過(guò)蹬踏板8，曲軸14旋轉(zhuǎn)，人力傳遞體37和連動(dòng)筒體38旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，連動(dòng)筒體38在旋轉(zhuǎn)方向經(jīng)由單向離合器51與低速擋用變速齒輪29連接。因此，連動(dòng)筒體38的旋轉(zhuǎn)被傳遞到低速擋用變速齒輪29。

另外，通過(guò)電動(dòng)機(jī)9的驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸72旋轉(zhuǎn)，減速機(jī)構(gòu)20的第一減速齒輪75和中間軸74旋轉(zhuǎn)，第二及第三減速齒輪76、77旋轉(zhuǎn)，第二減速齒輪76的旋轉(zhuǎn)被傳遞到低速擋用變速齒輪29，第三減速齒輪77的旋轉(zhuǎn)被傳遞到高速擋用變速齒輪30。

由此，低速擋用變速齒輪29和高速擋用變速齒輪30分別進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，高速擋用變速齒輪30在旋轉(zhuǎn)方向經(jīng)由高速用單向離合器66與合力傳遞體15連接。因此，高速擋用變速齒輪30的旋轉(zhuǎn)被傳遞到合力傳遞體15，合力傳遞體15旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，合成驅(qū)動(dòng)力從高速擋用變速齒輪30傳遞到合力傳遞體15，合力傳遞體15通過(guò)合成驅(qū)動(dòng)力而旋轉(zhuǎn)。

另外，這時(shí)，低速擋用變速齒輪29和高速擋用變速齒輪30分別旋轉(zhuǎn)，但因齒輪比不同，與低速擋用變速齒輪29的轉(zhuǎn)速相比，高速擋用變速齒輪30的轉(zhuǎn)速成為高速。由此，與低速擋用變速齒輪29的轉(zhuǎn)速相比，合力傳遞體15的轉(zhuǎn)速也成為高速，如圖11所示，低速用單向離合器58的凸輪58a未與合力傳遞體15的齒部55卡合，低速擋用變速齒輪29保持在空轉(zhuǎn)狀態(tài)。

另外，上述(1-1)中說(shuō)明的從切換為低速擋時(shí)(參照?qǐng)D6)的低速擋用變速齒輪29傳遞到合力傳遞體15的合成驅(qū)動(dòng)力的轉(zhuǎn)矩，比上述(1-2)中說(shuō)明的從切換為高速擋時(shí)(參照?qǐng)D10)的高速擋用變速齒輪30傳遞到合力傳遞體15的合成驅(qū)動(dòng)力的轉(zhuǎn)矩大。

因此，例如，利用電動(dòng)助力自行車1在上坡路行駛的情況等中，通過(guò)操作手邊操作部101選擇低速擋，高轉(zhuǎn)矩的合成驅(qū)動(dòng)力被傳遞給后輪4，因此，可以減輕電動(dòng)機(jī)9或搭乘者的負(fù)荷。另外，在平坦的路面等行駛中想提高行駛速度時(shí)等，通過(guò)操作手邊操作部101選擇高速擋，合力傳遞體15的轉(zhuǎn)矩下降，而合力傳遞體15的轉(zhuǎn)速增加，因此，后輪4的轉(zhuǎn)速上升，能容易地提升電動(dòng)助力自行車1的行駛速度。

(2)關(guān)于檢測(cè)裝置108的動(dòng)作

如上述(1-1)中說(shuō)明的那樣，在選擇低速擋，可動(dòng)切換部件82向低速擋切換位置L移動(dòng)的情況(參照?qǐng)D12)下，如圖15所示，第一檢測(cè)片110a插入第一光傳感器109a的發(fā)光部112和受光部114之間，并且第二檢測(cè)片110b插入第二光傳感器109b的發(fā)光部112和受光部114之間，因此，第一光傳感器109a的檢測(cè)光113由第一檢測(cè)片110a遮斷，并且第二光傳感器109b的檢測(cè)光113由第二檢測(cè)片110b遮斷。

由此，第一光傳感器109a和第二光傳感器109b兩者均為接通，基于此，如圖12所示，控制部18檢測(cè)出可動(dòng)切換部件82到達(dá)低速擋切換位置L的情況，基于該檢測(cè)結(jié)果，識(shí)別到變速機(jī)構(gòu)17切換為低速擋的情況。

另外，如在上述(1-2)中說(shuō)明的那樣，在選擇高速擋，可動(dòng)切換部件82向高速擋切換位置H移動(dòng)的情況下(參照?qǐng)D16)，如圖17所示，第一檢測(cè)片110a從第一光傳感器109a的發(fā)光部112和受光部114之間脫離，并且第二檢測(cè)片110b從第二光傳感器109b的發(fā)光部112和受光部114之間脫離，因此，第一光傳感器109a的檢測(cè)光113未被遮斷，被受光部114接受，并且第二光傳感器109b的檢測(cè)光113未被遮斷，被受光部114接受。

由此，第一光傳感器109a和第二光傳感器109b兩者均為斷開(kāi)，基于此，如圖16所示，控制部18檢測(cè)出可動(dòng)切換部件82達(dá)到高速擋切換位置H的情況，基于該檢測(cè)結(jié)果，識(shí)別到變速機(jī)構(gòu)17切換為高速擋的情況。

另外，在將變速機(jī)構(gòu)17切換為高速擋的狀態(tài)下，使電動(dòng)助力自行車1行駛，當(dāng)搭乘者操作手邊操作部101從高速擋切換為低速擋(降擋)的情況下，通過(guò)彈簧98的施力，可動(dòng)切換部件82從高速擋切換位置H(參照?qǐng)D16)向低速擋切換位置L(參照?qǐng)D12)移動(dòng)。此時(shí)，如圖18、圖19所示，在可動(dòng)切換部件82從高速擋切換位置H移動(dòng)到低速擋切換位置L的切換中途的位置M(中間位置的一個(gè)例子)，第一檢測(cè)片110a插入第一光傳感器109a的發(fā)光部112和受光部114之間，但第二檢測(cè)片110b未被插入第二光傳感器109b的發(fā)光部112和受光部114之間，成為一直脫離的狀態(tài)，因此，第一光傳感器109a的檢測(cè)光113被第一檢測(cè)片110a遮斷，并且第二光傳感器109b的檢測(cè)片110b的檢測(cè)光113未被遮斷，而是被受光部114接受。

由此，第一光傳感器109a成為接通，第二光傳感器109b成為斷開(kāi)，因此，控制部18檢測(cè)出可動(dòng)切換部件82到達(dá)切換中途的位置M的情況，并基于該檢測(cè)結(jié)果，識(shí)別到變速機(jī)構(gòu)17是從高速擋(切換前的變速擋的一個(gè)例子)向低速擋(切換后的變速擋的一個(gè)例子)的切換中途的狀態(tài)的情況。

這樣，從高速擋向低速擋的切換中途的狀態(tài)被識(shí)別時(shí)，控制部18則控制電動(dòng)機(jī)9，使輔助驅(qū)動(dòng)力暫時(shí)下降。由此，變速時(shí)作用在合力傳遞體15的合成驅(qū)動(dòng)力的轉(zhuǎn)矩暫時(shí)下降，大的轉(zhuǎn)矩不會(huì)突然地作用在合力傳遞體15，因此，可以從高速擋向低速擋順暢地切換(降擋)。因此，過(guò)大的合成驅(qū)動(dòng)力不會(huì)瞬間作用在合力傳遞體15上，不需要過(guò)高地保持合力傳遞體15的強(qiáng)度。

另外，由于從高速擋向低速擋的切換中途的高速用單向離合器66的凸輪66a和高速擋用變速齒輪30的齒部64的抵接力(卡合力)暫時(shí)下降，所以如圖7所示，凸輪66a易于從齒部64脫離，如圖6所示，合力傳遞體15和高速擋用變速齒輪30之間被可靠地切斷，順暢地從高速擋切換到低速擋(降擋)。

另外，假如不進(jìn)行使電動(dòng)機(jī)9的輔助驅(qū)動(dòng)力暫時(shí)下降的控制，該情況下，高速擋用變速齒輪30的齒部64與高速用單向離合器66的凸輪66a牢固地抵接，因此，存在凸輪66a難以從齒部64脫離的問(wèn)題。這種問(wèn)題在上坡行駛時(shí)，大的踏力作用在踏板8上、大的驅(qū)動(dòng)力作用在驅(qū)動(dòng)單元10的狀況下，處于容易產(chǎn)生的趨勢(shì)。

另外，可動(dòng)切換部件82從高速擋切換位置H(參照?qǐng)D16)通過(guò)切換中途的位置M(參照?qǐng)D18)到達(dá)低速擋切換位置L(參照?qǐng)D12)的情況下，如圖15所示，上述檢測(cè)裝置108的第一光傳感器109a和第二光傳感器109b兩者都成為接通，控制部18檢測(cè)出可動(dòng)切換部件82達(dá)到低速擋切換位置L的情況，基于該檢測(cè)結(jié)果，提高電動(dòng)機(jī)9的輔助驅(qū)動(dòng)力，并返回到原來(lái)的輔助驅(qū)動(dòng)力。

另外，在將變速機(jī)構(gòu)17切換為低速擋的狀態(tài)下使電動(dòng)助力自行車1行駛，搭乘者操作手邊操作部101從低速擋切換為高速擋(升擋)的情況下，與上述降擋同樣，如圖18、圖19所示，控制部18檢測(cè)出可動(dòng)切換部件82到達(dá)切換中途的位置M的情況，識(shí)別到變速機(jī)構(gòu)17是從低速擋(切換前的變速擋的一個(gè)例子)向高速擋(切換后的變速擋的一個(gè)例子)的切換中途的狀態(tài)的情況，控制電動(dòng)機(jī)9，使輔助驅(qū)動(dòng)力暫時(shí)下降。由此，在變速中途時(shí)，作用在合力傳遞體15的合成驅(qū)動(dòng)力的轉(zhuǎn)矩暫時(shí)下降，可以順暢地從低速擋向高速擋切換(升擋)。

另外，在上述實(shí)施方式中，變速機(jī)構(gòu)17從低速擋切換為高速擋的中途和變速機(jī)構(gòu)17從高速擋切換為低速擋的中途的兩者的情況中，使電動(dòng)機(jī)9的輔助驅(qū)動(dòng)力暫時(shí)性下降，但也可以按照如下方式進(jìn)行控制，即：僅在從高速擋切換為低速擋的中途，使電動(dòng)機(jī)9的輔助驅(qū)動(dòng)力暫時(shí)性下降，在從低速擋向高速擋切換的中途，不使電動(dòng)機(jī)9的輔助驅(qū)動(dòng)力下降。

另外，在上述實(shí)施方式中，如圖13、圖15所示，檢測(cè)裝置108的第一及第二光傳感器109a、109b在軸心方向A，一部分彼此重疊，并且向與軸心方向A正交的方向D偏移而排列。但是，不限定于這種配置，例如，也可以是用以下的第二及第三實(shí)施方式表示的檢測(cè)裝置108。

(第二實(shí)施方式)

在第二實(shí)施方式中，如圖20～圖22所示，第一及第二光傳感器109a、109b在與軸心方向A正交的方向D臨接而排列。另外，形成為第二檢測(cè)片110b的長(zhǎng)度比第一檢測(cè)片110a的長(zhǎng)度短。

據(jù)此，如圖20所示，在選擇了低速擋的情況下，可動(dòng)切換部件82向低速擋切換位置L移動(dòng)，第一光傳感器109a的檢測(cè)光113由第一檢測(cè)片110a遮斷，并且第二光傳感器109b的檢測(cè)光113由第二檢測(cè)片110b遮斷。由此，第一光傳感器109a和第二光傳感器109b兩者都被切換為接通。

另外，如圖21所示，在選擇了高速擋的情況下，可動(dòng)切換部件82向高速擋切換位置H移動(dòng)，第一光傳感器109a的檢測(cè)光113被受光部114接受，并且第二光傳感器109b的檢測(cè)光113被受光部114接受。由此，第一光傳感器109a和第二光傳感器109b兩者都被切換為斷開(kāi)。

另外，如圖22所示，在從高速擋向低速擋的切換中途(變速中途)的狀態(tài)或從低速擋向高速擋的切換中途(變速中途)的狀態(tài)下，第一光傳感器109a的檢測(cè)光113由第一檢測(cè)片110a遮斷，并且第二光傳感器109b的檢測(cè)光113由受光部114接受。由此，第一光傳感器109a成為接通，第二光傳感器109b成為斷開(kāi)。

在上述第一及第二實(shí)施方式中，檢測(cè)裝置108分別具有光傳感器109a、109b和檢測(cè)片110a、110b各兩個(gè)，也可以具有各三個(gè)以上的多個(gè)。該情況下，可以正確地檢測(cè)出變速機(jī)構(gòu)17是從高速擋向低速擋或從低速擋向高速擋的切換中途的狀態(tài)的情況。

(第三實(shí)施方式)

在第三實(shí)施方式中，如圖23～圖25所示，第一及第二光傳感器109a、109b在軸心方向A鄰接而排列。另外，在連動(dòng)筒90的外周部只設(shè)置有一個(gè)檢測(cè)片110。

據(jù)此，如圖23所示，在選擇了低速擋的情況下，可動(dòng)切換部件82向低速擋切換位置L移動(dòng)，第一光傳感器109a的檢測(cè)光113和第二光傳感器109b的檢測(cè)光113由檢測(cè)片110遮斷。由此，第一光傳感器109a和第二光傳感器109b兩者都被切換為接通。

另外，如圖24所示，在選擇了高速擋的情況下，可動(dòng)切換部件82向高速擋切換位置H移動(dòng)，第一光傳感器109a的檢測(cè)光113被受光部114接受，并且第二光傳感器109b的檢測(cè)光113被受光部114接受。由此，第一光傳感器109a和第二光傳感器109b兩者都被切換為斷開(kāi)。

另外，如圖25所示，在從高速擋向低速擋的切換中途(變速中途)的狀態(tài)或從低速擋向高速擋的切換中途(變速中途)的狀態(tài)，第一光傳感器109a的檢測(cè)光113由檢測(cè)片110遮斷，第二光傳感器109b的檢測(cè)光113由受光部114接受。由此，第一光傳感器109a成為接通，第二光傳感器109b成為斷開(kāi)。

在上述第三實(shí)施方式中，檢測(cè)裝置108具有兩個(gè)光傳感器109a、109b，也可以具有三個(gè)以上的多個(gè)。該情況下，可以正確檢測(cè)變速機(jī)構(gòu)17從高速擋向低速擋或從低速擋向高速擋的切換中途的狀態(tài)的情況。

在上述各實(shí)施方式中，變速機(jī)構(gòu)17切換為低速擋的情況下，第一光傳感器109a和第二光傳感器109b切換為接通，但也可以切換為斷開(kāi)。另外，變速機(jī)構(gòu)17切換為高速擋的情況下，第一光傳感器109a和第二光傳感器109b切換為斷開(kāi)，但也可以切換為接通。另外，變速機(jī)構(gòu)17從高速擋向低速擋或從低速擋向高速擋的切換中途的狀態(tài)的情況下，第一光傳感器109a變?yōu)榻油ǎ诙鈧鞲衅?09b變?yōu)閿嚅_(kāi)，但也可以是第一光傳感器109a成為斷開(kāi)，第二光傳感器109b成為接通。

在上述各實(shí)施方式中，檢測(cè)裝置108使用光傳感器109a、109b和檢測(cè)片110、110a、110b，由此，可以在非接觸下對(duì)檢測(cè)片110、110a、110b進(jìn)行檢測(cè)。另外，也可以代替光傳感器109a、109b，而使用接近開(kāi)關(guān)等接觸式的傳感器。

在上述各實(shí)施方式中，變速機(jī)構(gòu)17具備切換自如的高速擋和低速擋這兩擋變速擋，但不限于兩擋，也可以具備三擋以上的多個(gè)變速擋。