本發(fā)明涉及自行車用驅(qū)動單元。

背景技術(shù)：

專利文獻1的自行車用驅(qū)動單元包括第一馬達、第二馬達、分別設(shè)于各馬達的輸出軸的直齒輪、以及與各馬達連接的行星齒輪機構(gòu)。該驅(qū)動單元中，當(dāng)向第一馬達的電力供給停止的情況下，維持變速比。

專利文獻1：wo2013－160477號公報

專利文獻1的自行車用驅(qū)動單元中當(dāng)向第一馬達的電力供給停止的情況下曲柄軸被輸入了人力驅(qū)動力時，由其反作用力會導(dǎo)致行星齒輪機構(gòu)中與第一馬達連接的部分發(fā)生不期望的動作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述問題而研發(fā)的，其目的在于提供一種自行車用驅(qū)動單元，行星齒輪機構(gòu)中與第一馬達連接的部分難以發(fā)生不期望的動作。

〔1〕本發(fā)明的自行車用驅(qū)動單元，該自行車用驅(qū)動單元包括：行星齒輪機構(gòu)，該行星齒輪機構(gòu)包括被輸入曲柄軸的旋轉(zhuǎn)的輸入體、將旋轉(zhuǎn)輸出給外部的輸出體以及能夠控制所述輸入體與所述輸出體的速度比的傳遞體；第一馬達，該第一馬達能夠?qū)⑿D(zhuǎn)傳遞給所述傳遞體；以及蝸桿，該蝸桿設(shè)于所述第一馬達與所述傳遞體之間的旋轉(zhuǎn)的傳遞路徑上。

〔2〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述傳遞體包括第一齒輪，所述蝸桿設(shè)于所述第一馬達的輸出軸，與所述第一齒輪嚙合。

〔3〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述輸入體包括環(huán)形齒輪，所述輸出體包括與所述環(huán)形齒輪嚙合的行星齒輪以及與所述行星齒輪連結(jié)的齒輪架，所述傳遞體包括與所述行星齒輪嚙合的太陽齒輪。

〔4〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述輸入體包括行星齒輪以及與所述行星齒輪連結(jié)的齒輪架，所述輸出體包括與所述行星齒輪嚙合的環(huán)形齒輪，所述傳遞體包括與所述行星齒輪嚙合的太陽齒輪。

〔5〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述傳遞體是包括所述第一齒輪及所述太陽齒輪的單一的物體。

〔6〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，該自行車用驅(qū)動單元還包括對給予所述曲柄軸的人力驅(qū)動力進行助力的第二馬達。

〔7〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述輸入體包括第二齒輪，該自行車用驅(qū)動單元還包括設(shè)于所述第二馬達的輸出軸，與所述第二齒輪嚙合的直齒輪。

〔8〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述輸入體是包括所述第二齒輪及所述環(huán)形齒輪的單一的物體。

〔9〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述輸入體含有包括所述第二齒輪及所述齒輪架的單一的物體。

〔10〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述輸出體包括第三齒輪，該自行車用驅(qū)動單元還包括設(shè)于所述第二馬達的輸出軸，與所述第三齒輪嚙合的直齒輪。

〔11〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述輸出體含有包括所述第三齒輪及所述齒輪架的單一的物體。

〔12〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述輸出體是包括所述第三齒輪及所述環(huán)形齒輪的單一的物體。

〔13〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，沿所述第一馬達的輸出軸的軸線的方向與沿所述第二馬達的輸出軸的軸線的方向彼此不同。

〔14〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，沿所述第一馬達的輸出軸的軸線的方向與沿所述第二馬達的輸出軸的軸線的方向在投影面上垂直。

〔15〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，沿所述第一馬達的輸出軸的軸線的方向與沿所述曲柄軸的軸線的方向在投影面上垂直。

〔16〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述傳遞體與所述曲柄軸同軸配置。

〔17〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述蝸桿在沿所述曲柄軸的軸線的方向上配置在與所述輸入體及所述輸出體的至少一者不同的位置上。

〔18〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述蝸桿的摩擦角是所述蝸桿的升角以上。

〔19〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，所述第一馬達是內(nèi)置型的馬達。

〔20〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，該自行車用驅(qū)動單元還包括與所述輸出體連結(jié)，能夠安裝前鏈輪的輸出部。

〔21〕根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元的一例，該自行車用驅(qū)動單元還包括所述曲柄軸。

發(fā)明效果：根據(jù)上述自行車用驅(qū)動單元，行星齒輪機構(gòu)中與第一馬達連接的部分難以發(fā)生不期望的動作。

附圖說明

圖1是第一實施方式的自行車用驅(qū)動單元的剖面圖。

圖2是表示圖1的行星齒輪機構(gòu)的各構(gòu)成要素的旋轉(zhuǎn)方向的模式圖。

圖3是圖1的自行車用驅(qū)動單元的一部分的立體圖。

圖4是第二實施方式的自行車用驅(qū)動單元的半剖面圖。

圖5是表示圖4的行星齒輪機構(gòu)的各構(gòu)成要素的旋轉(zhuǎn)方向的模式圖。

圖6是圖4的自行車用驅(qū)動單元的一部分的立體圖。

圖7是第一變形例的自行車用驅(qū)動單元的模式圖。

圖8是第二變形例的自行車用驅(qū)動單元的模式圖。

圖9是第三變形例的自行車用驅(qū)動單元的模式圖。

圖10是第四變形例的自行車用驅(qū)動單元的模式圖。

圖11是第五變形例的自行車用驅(qū)動單元的模式圖。

附圖標記說明：

10、50驅(qū)動單元(自行車用驅(qū)動單元)；12、52曲柄軸；14、54輸出部；20、60行星齒輪機構(gòu)；22、62輸入體；22a環(huán)形齒輪；62a行星齒輪；22b、62h第二齒輪；22d第二齒輪；62b齒輪架；24、64輸出體；24a行星齒輪；24i第三齒輪；24b齒輪架；64a環(huán)形齒輪；26、66傳遞體；26a、66a太陽齒輪；26b、66b第一齒輪；26c第一齒輪；26d行星齒輪；30、70第一馬達；32、72輸出軸；36、76蝸桿；40、80第二馬達；42、82輸出軸；44、84直齒輪；sf前鏈輪；j1第一馬達的輸出軸的軸線；j2第二馬達的輸出軸的軸線；jc曲柄軸的軸線。

具體實施方式

(第一實施方式)

圖1所示的自行車用驅(qū)動單元(以下稱作“驅(qū)動單元10”)設(shè)于自行車的車架(省略圖示)。驅(qū)動單元10由從設(shè)于自行車的車架的電池(省略圖示)供給的電力而進行驅(qū)動。驅(qū)動單元10包括將輔助力與人力驅(qū)動力合成而對自行車的行駛進行助力的功能和變更自行車的變速比的功能。

驅(qū)動單元10包括行星齒輪機構(gòu)20、第一馬達30和蝸桿(ウォームギア)36。驅(qū)動單元10優(yōu)選還包括曲柄軸12、第二馬達40、輸出部14、控制部16和機殼18。

在機殼18上設(shè)置曲柄軸12、輸出部14、控制部16、行星齒輪機構(gòu)20、第一馬達30、蝸桿36以及第二馬達40。曲柄軸12的兩端部從機殼18突出。機殼18將曲柄軸12能夠旋轉(zhuǎn)地支承。自行車的前鏈輪sf配置在機殼18的側(cè)方，與輸出部14連結(jié)。輸出部14將曲柄軸12的旋轉(zhuǎn)傳遞給前鏈輪sf。

行星齒輪機構(gòu)20能夠?qū)⑶S12的旋轉(zhuǎn)進行變速并輸出外部。行星齒輪機構(gòu)20包括輸入體22、輸出體24和傳遞體26。輸入體22被輸入曲柄軸12的旋轉(zhuǎn)。輸出體24將被輸入體22傳遞的旋轉(zhuǎn)輸出外部。傳遞體26能夠控制輸入體22與輸出體24的速度比。輸入體22和傳遞體26與曲柄軸12同軸配置。輸入體22與傳遞體26同軸配置。輸出體24與輸出部14連結(jié)。

傳遞體26包括太陽齒輪26a及第一齒輪26b。優(yōu)選地，傳遞體26是包括太陽齒輪26a及第一齒輪26b的單一物體。太陽齒輪26a及第一齒輪26b形成圓筒形狀。配置太陽齒輪26a的位置是在沿著曲柄軸12的軸線jc的方向(以下稱作“曲柄軸方向”)上關(guān)于第一齒輪26b與前鏈輪sf側(cè)相反一側(cè)的位置。第一齒輪26b是與蝸桿36嚙合的蝸輪(ウォームホイール)。第一齒輪26b的一部分比輸入體22向前鏈輪sf側(cè)突出。第一齒輪26b的外徑大于太陽齒輪26a的外徑。在另一例中，太陽齒輪26a及第一齒輪26b可以分體形成，彼此連結(jié)而由此構(gòu)成傳遞體26。第一齒輪26b的外徑與太陽齒輪26a的外徑可以是等徑。太陽齒輪26a可以是直齒輪，也可以是斜齒輪。第一齒輪26b的外徑和太陽齒輪26a的外徑形成等徑的情況下，可以將太陽齒輪26a的齒與第一齒輪26b的齒連續(xù)地形成。

輸入體22包括環(huán)形齒輪22a及第二齒輪22b。優(yōu)選地，輸入體22是包括環(huán)形齒輪22a及第二齒輪22b的單一物體。環(huán)形齒輪22a及第二齒輪22b形成圓筒形狀。輸入體22與曲柄軸12連結(jié)。輸入體22包括連結(jié)于曲柄軸12的連結(jié)部22c。連結(jié)部22c與環(huán)形齒輪22a及第二齒輪22b一體形成。輸入體22與曲柄軸12的連結(jié)結(jié)構(gòu)能夠采用多個方式的任一種。第一方式中，設(shè)于曲柄軸12的外周的花鍵與設(shè)于輸入體22的內(nèi)周的花鍵嵌合。第二方式中，曲柄軸12壓入輸入體22的內(nèi)周。第二齒輪22b形成于輸入體22的外周部。在另一例中，環(huán)形齒輪22a及第二齒輪22b可以分體形成，彼此連結(jié)而由此構(gòu)成輸入體22。太陽齒輪26a是直齒輪的情況下，環(huán)形齒輪22a及行星齒輪24a(如下述)也由直齒輪形成，太陽齒輪26a是斜齒輪的情況下，環(huán)形齒輪22a及行星齒輪24a也由斜齒輪構(gòu)成。

輸出體24包括行星齒輪24a、齒輪架24b及行星銷24c。行星齒輪24a與環(huán)形齒輪22a及太陽齒輪26a嚙合。齒輪架24b與行星齒輪24a連結(jié)。行星齒輪24a的個數(shù)是任意設(shè)定事項。在圖2所示的例中，輸出體24包括三個行星齒輪24a，但是行星齒輪24a的個數(shù)可以是一個或多個。

行星銷24c插入行星齒輪24a及齒輪架24b，將行星齒輪24a與齒輪架24b連結(jié)。行星銷24c的兩端部在曲柄軸方向上從行星齒輪24a突出，由齒輪架24b支承。行星齒輪24a及行星銷24c的支承結(jié)構(gòu)能夠采用多個方式的任一種。在第一方式中，行星銷24c相對于齒輪架24b能夠旋轉(zhuǎn)，行星齒輪24a相對于行星銷24c不能旋轉(zhuǎn)。在第二方式中，行星銷24c相對于齒輪架24b不能旋轉(zhuǎn)，行星齒輪24a相對于行星銷24c能夠旋轉(zhuǎn)。第三方式中，行星銷24c相對于齒輪架24b能夠旋轉(zhuǎn)，行星齒輪24a相對于行星銷24c能夠旋轉(zhuǎn)。

各行星齒輪24a包括大齒輪24d和小齒輪24e。大齒輪24d的齒數(shù)多于小齒輪24e的齒數(shù)。大齒輪24d與太陽齒輪26a嚙合。小齒輪24e與環(huán)形齒輪22a嚙合。在另一例中，行星齒輪24a可以僅包括與太陽齒輪26a及環(huán)形齒輪22a嚙合的一個齒輪。

齒輪架24b與曲柄軸12同軸配置。齒輪架24b通過各行星齒輪24a繞太陽齒輪26a公轉(zhuǎn)從而旋轉(zhuǎn)。齒輪架24b包括第一齒輪架24f及第二齒輪架24g。第一齒輪架24f及第二齒輪架24g是各自單獨的物體。通過將第一齒輪架24f與第二齒輪架24g固定，從而構(gòu)成齒輪架24b。在另一例中，齒輪架24b可以是包括第一齒輪架24f及第二齒輪架24g的單一的物體。

第一齒輪架24f支承各行星銷24c的一方的端部。第二齒輪架24g支承各行星銷24c的另一方的端部。行星銷24c的一方的端部配置在比行星銷24c的另一方的端部遠離前鏈輪sf的位置。輸出體24包括連結(jié)部24h。連結(jié)部24h的形狀是圓筒形狀。連結(jié)部24h連結(jié)于第一齒輪架24f的內(nèi)周部。配置連結(jié)部24h的位置在太陽齒輪26a的內(nèi)周與曲柄軸12的外周之間。連結(jié)部24h與第一齒輪架24f可以一體形成，也可以分體形成并彼此連結(jié)而形成。

驅(qū)動單元10還包括多個軸承28和螺栓b。配置多個軸承28的位置在連結(jié)部24h的外周與傳遞體26的內(nèi)周之間。連結(jié)部24h經(jīng)由多個軸承28支承傳遞體26。傳遞體26相對于連結(jié)部24h能夠旋轉(zhuǎn)。輸出部14連結(jié)于連結(jié)部24h的端部。輸出部14形成筒形，與曲柄軸12同軸設(shè)置。前鏈輪sf例如通過花鍵嵌合連結(jié)于輸出部14。輸出部14經(jīng)由軸承支承于機殼18。螺栓b在與輸出部14之間夾入前鏈輪sf地旋入輸出部14的端部。如此，輸出部14與輸出體24連結(jié)，能夠安裝前鏈輪sf。輸出部14可以與輸出體24一體形成。

第一馬達30及第二馬達40安裝于機殼18。第一馬達30能夠?qū)⑿D(zhuǎn)傳遞給傳遞體26。第二馬達40對給予曲柄軸12的人力驅(qū)動力進行助力。第一馬達30及第二馬達40是內(nèi)置轉(zhuǎn)子型的馬達。在一例中，第一馬達30和第二馬達40是三相無電刷馬達。第一馬達30及第二馬達40的類型和種類能夠任意變更。第一馬達30及第二馬達40的至少一個可以是外置轉(zhuǎn)子型的馬達。

如圖1和圖3所示，沿著第一馬達30的輸出軸32的軸線j1的方向與沿著曲柄軸12的軸線jc的方向彼此不同。優(yōu)選地，沿著第一馬達30的輸出軸32的軸線j1的方向與沿著曲柄軸12的軸線jc的方向在投影面上垂直。沿著第二馬達40的輸出軸42的軸線j2的方向與沿著曲柄軸12的軸線jc的方向平行。沿著第一馬達30的輸出軸32的軸線j1的方向與沿著第二馬達40的輸出軸42的軸線j2的方向在投影面上垂直。如此，沿著第一馬達30的輸出軸32的軸線j1的方向與沿著第二馬達40的輸出軸42的軸線j2的方向彼此不同。這些方向的關(guān)系能夠任意變更。沿著第一馬達30的輸出軸32的軸線j1的方向與沿著第二馬達40的輸出軸42的軸線j2的方向在投影面上也可以不垂直或交叉。

第一馬達30經(jīng)由蝸桿36使傳遞體26旋轉(zhuǎn)。第一馬達30變更決定自行車的變速比的行星齒輪機構(gòu)20的變速比。行星齒輪機構(gòu)20的變速比由從行星齒輪機構(gòu)20輸出的旋轉(zhuǎn)速度相對于輸入行星齒輪機構(gòu)20的旋轉(zhuǎn)速度的比率規(guī)定。

蝸桿36設(shè)于第一馬達30與傳遞體26之間的旋轉(zhuǎn)的傳遞路徑上。優(yōu)選地，蝸桿36設(shè)于第一馬達30的輸出軸32。如圖1所示，蝸桿36在曲柄軸方向上配置在與輸入體22不同的位置。在一例中，配置蝸桿36的曲柄軸方向的位置是比環(huán)形齒輪22a、第二齒輪22b及多個行星齒輪24a更靠近前鏈輪sf側(cè)的位置。蝸桿36配置在曲柄軸12的徑方向上與第二齒輪22b不同的位置。在一例中，蝸桿36在曲柄軸12的徑方向上比第二齒輪22b靠近內(nèi)側(cè)且比太陽齒輪26a靠近外側(cè)地配置。

蝸桿36的摩擦角是蝸桿36的升角(螺旋角)以上。由此，即使第一齒輪26b被輸入旋轉(zhuǎn)，由第一齒輪26b與蝸桿36的嚙合，第一齒輪26b實質(zhì)上也不旋轉(zhuǎn)。蝸桿36及輸出軸32可以是單一的物體，輸出軸32和蝸桿36也可以各自構(gòu)成，并通過接頭等連結(jié)。

如圖3所示，第一馬達30的機殼34在曲柄軸12的徑方向上比環(huán)形齒輪22a靠近外側(cè)配置。機殼34其一部分配置在與輸出軸32的軸線j1平行的方向上與傳遞體26和輸出體24重疊的位置。

如圖1所示，配置第二馬達40的輸出軸42的位置是徑方向上比蝸桿36遠離曲柄軸12的位置。驅(qū)動單元10還包括直齒輪44。直齒輪44設(shè)于第二馬達40的輸出軸42。直齒輪44可以相對于第二馬達40的輸出軸42形成單獨的物體，固定在輸出軸42上，也可以與輸出軸42為同一物體。直齒輪44與第二齒輪22b嚙合。直齒輪44和第二齒輪22b從第二馬達40對環(huán)形齒輪22a傳遞轉(zhuǎn)矩。

控制部16配置在機殼18中在曲柄軸方向上與前鏈輪sf側(cè)相反一側(cè)的位置?？刂撇?6包括電路基板、第一驅(qū)動電路及第二驅(qū)動電路。電路基板在與曲柄軸12的軸線jc垂直的方向上延伸。第一驅(qū)動電路安裝于電路基板，驅(qū)動第一馬達30。第二驅(qū)動電路安裝于電路基板，驅(qū)動第二馬達40?？刂撇?6當(dāng)曲柄軸12的旋轉(zhuǎn)方向是使自行車前進的第一旋轉(zhuǎn)方向的情況下，根據(jù)自行車的行駛條件使第一馬達30及第二馬達40驅(qū)動?？刂撇?6例如根據(jù)從轉(zhuǎn)矩傳感器及車速傳感器(都省略圖示)等輸入的信號，至少由第二驅(qū)動電路驅(qū)動第二馬達40，根據(jù)從用于變更自行車的變速比的操作裝置(省略圖示)輸入的信號，由第一驅(qū)動電路驅(qū)動第一馬達30?？刂撇?6也可以例如根據(jù)從轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器及曲柄旋轉(zhuǎn)傳感器(都省略圖示)的至少任一個輸入的信號，由第一驅(qū)動電路及第二驅(qū)動電路驅(qū)動第一馬達30及第二馬達40?？刂撇?6當(dāng)曲柄軸12的旋轉(zhuǎn)方向是與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向的情況下，停止第一馬達30及第二馬達40。

當(dāng)輸入了用于變更行星齒輪機構(gòu)20的變速比的操作信號時，控制部16以輸出部14的旋轉(zhuǎn)速度相對于曲柄軸12的旋轉(zhuǎn)速度的比率為規(guī)定的比率的方式控制第一馬達30的旋轉(zhuǎn)速度。例如輸入了用于增大行星齒輪機構(gòu)20的變速比的操作信號時，控制部16以太陽齒輪26a向第二旋轉(zhuǎn)方向(參照圖2)旋轉(zhuǎn)的方式驅(qū)動第一馬達30。結(jié)果，與太陽齒輪26a不旋轉(zhuǎn)的情況比較，由于行星齒輪24a的自轉(zhuǎn)速度變高，所以齒輪架24b的旋轉(zhuǎn)速度變高，行星齒輪機構(gòu)20的變速比變大。控制部16通過變更太陽齒輪26a的旋轉(zhuǎn)速度來無級變更行星齒輪機構(gòu)20的變速比。

在另一例中，控制部16通過階段性變更太陽齒輪26a的旋轉(zhuǎn)速度，從而階段性變更行星齒輪機構(gòu)20的變速比。行星齒輪機構(gòu)20的變速比的級數(shù)和各變速比的大小預(yù)先設(shè)定。外部的裝置通過無線或有線與控制部16連接的情況下，外部的裝置能夠變更行星齒輪機構(gòu)20的變速比的級數(shù)和各變速比的大小。外部的裝置例如是自行車計算機或個人電腦。

控制部16當(dāng)以固有的變速比使行星齒輪機構(gòu)20變速時，停止向第一馬達30的電力供給。當(dāng)向第一馬達30的電力供給停止的情況下，通過蝸桿36與第一齒輪26b的嚙合來限制傳遞體26的旋轉(zhuǎn)。因此，行星齒輪機構(gòu)20的變速比維持基于行星齒輪機構(gòu)20的各構(gòu)成要素的齒輪個數(shù)的固有變速比。

當(dāng)輸入與人力驅(qū)動力對應(yīng)的信號時，控制部16以第二馬達40的輸出轉(zhuǎn)矩相對于基于人力驅(qū)動力的轉(zhuǎn)矩的比率為規(guī)定的比率的方式控制第二馬達40。結(jié)果，第二馬達40的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由環(huán)形齒輪22a傳遞給齒輪架24b，該轉(zhuǎn)矩與從曲柄軸12輸入的轉(zhuǎn)矩合成，經(jīng)由輸出部14傳遞給前鏈輪sf。當(dāng)輸入用于變更輔助力的操作信號時，控制部16變更第二馬達40的輸出轉(zhuǎn)矩相對于基于人力驅(qū)動力的轉(zhuǎn)矩的比率來控制第二馬達40。

根據(jù)第一實施方式，能夠得到以下的作用和效果。

(1)驅(qū)動電路10包括設(shè)于行星齒輪機構(gòu)20與第一馬達30的旋轉(zhuǎn)的傳遞路徑上的蝸桿36。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，當(dāng)曲柄軸12上被輸入人力驅(qū)動力的情況下，通過蝸桿36與第一齒輪26b的嚙合，限制傳遞體26的旋轉(zhuǎn)。因此，曲柄軸12被輸入人力驅(qū)動力的情況下行星齒輪機構(gòu)20中與第一馬達30連接的部分難以發(fā)生不期望的動作。

(2)驅(qū)動單元10包括設(shè)于第二馬達40的輸出軸42的直齒輪44。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與在第二馬達40的輸出軸42上設(shè)置蝸桿的結(jié)構(gòu)比較，第二馬達40與第二齒輪22b之間的傳遞效率提高。

(3)蝸桿36的摩擦角為蝸桿36的升角以上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，曲柄軸12被輸入人力驅(qū)動力的情況下行星齒輪機構(gòu)20中與第一馬達30連接的部分難以發(fā)生不期望的動作。

(第二實施方式)

參照圖4～圖6，說明第二實施方式的驅(qū)動單元50。

如圖4所示，驅(qū)動單元50包括行星齒輪機構(gòu)60、第一馬達70及蝸桿76。驅(qū)動單元50優(yōu)選還包括曲柄軸52、第二馬達80、輸出部54、控制部56及機殼58。

在機殼58上設(shè)置曲柄軸52、輸出部54、控制部56、行星齒輪機構(gòu)60、第一馬達70、蝸桿76及第二馬達80。在曲柄軸方向上機殼58上的前鏈輪sf一側(cè)的相反一側(cè)上形成與曲柄軸52同軸配置的支承部58a。支承部58a形成圓筒形。曲柄軸52插入支承部58a。機殼58將曲柄軸52能夠旋轉(zhuǎn)地支承。曲柄軸52的兩端部在曲柄軸方向上從機殼58突出。前鏈輪sf配置于機殼58的側(cè)方，連結(jié)于輸出部54。輸出部54將曲柄軸52的旋轉(zhuǎn)傳遞給前鏈輪sf。

行星齒輪機構(gòu)60將曲柄軸52的旋轉(zhuǎn)變速并輸出外部。行星齒輪機構(gòu)60包括輸入體62、輸出體64和傳遞體66。輸入體62被輸入曲柄軸52的旋轉(zhuǎn)。輸出體64將旋轉(zhuǎn)輸出外部。傳遞體66能夠控制輸入體62與輸出體64的速度比。輸出體64和傳遞體66與曲柄軸52同軸配置。輸出體64連結(jié)于輸出部54。

傳遞體66由多個軸承68相對于支承部58a能夠旋轉(zhuǎn)地支承。傳遞體66也可以能夠旋轉(zhuǎn)地支承于曲柄軸52。傳遞體66包括太陽齒輪66a及第一齒輪66b。優(yōu)選地，傳遞體66是包括太陽齒輪66a及第一齒輪66b的單一的物體。太陽齒輪66a及第一齒輪66b形成圓筒形狀。配置太陽齒輪66a的位置是關(guān)于第一齒輪66b在曲柄軸方向上位于前鏈輪sf一側(cè)的位置。第一齒輪66b是在曲柄軸方向上關(guān)于輸出體64配置在前鏈輪sf側(cè)的相反一側(cè)的位置。第一齒輪66b是與蝸桿76嚙合的蝸輪。在另一例中，太陽齒輪66a及第一齒輪66b可以分體形成，彼此連接從而構(gòu)成傳遞體26。第一太陽齒輪66b的外徑與太陽齒輪66a的外徑可以是等徑。太陽齒輪66a可以是直齒輪，也可以是斜齒輪。太陽齒輪66a由斜齒輪形成的情況下，可以是第一齒輪66b的外徑和太陽齒輪66a的外徑形成等徑，將太陽齒輪66a的齒與第一齒輪66b的齒連續(xù)地形成。

輸出體64包括環(huán)形齒輪64a。在環(huán)形齒輪64a上前鏈輪sf側(cè)的端部連結(jié)輸出部54。輸出部54形成筒形，與曲柄軸12同軸設(shè)置。輸出部54經(jīng)由軸承支承于機殼58。與第一實施方式同樣地，前鏈輪sf安裝于輸出部54。如此，驅(qū)動單元50與輸出體64連結(jié)，該驅(qū)動單元還包括能夠安裝前鏈輪sf的輸出部54。太陽齒輪66a是直齒輪的情況下，環(huán)形齒輪64a及行星齒輪62a也由直齒輪形成，太陽齒輪66a是斜齒輪的情況下，環(huán)形齒輪64a及行星齒輪62a也由斜齒輪構(gòu)成。

輸入體62包括行星齒輪62a、與行星齒輪62a連結(jié)的齒輪架62b、行星銷62c。行星齒輪62a與環(huán)形齒輪64a及太陽齒輪66a嚙合。齒輪架62b與行星齒輪62a連結(jié)。行星齒輪62a的個數(shù)是任意設(shè)定事項。在圖5所示的例中，輸出體62包括三個行星齒輪62a，但是行星齒輪62a的個數(shù)可以是一個或多個。

行星銷62c插入行星齒輪62a及齒輪架62b，將行星齒輪62a與齒輪架62b連結(jié)。行星銷62c的兩端部在曲柄軸方向上從行星齒輪62a突出，由齒輪架62b支承。行星齒輪62a及行星銷62c的支承結(jié)構(gòu)能夠采用多個方式的任一種。在第一方式中，行星銷62c相對于齒輪架62b能夠旋轉(zhuǎn)，行星齒輪62a相對于行星銷62c不能旋轉(zhuǎn)。在第二方式中，行星銷62c相對于齒輪架62b不能旋轉(zhuǎn)，行星齒輪62a相對于行星銷62c能夠旋轉(zhuǎn)。第三方式中，行星銷62c相對于齒輪架62b能夠旋轉(zhuǎn)，行星齒輪62a相對于行星銷62c能夠旋轉(zhuǎn)。

行星齒輪62a包括大齒輪62d和小齒輪62e。大齒輪62d的齒數(shù)多于小齒輪62e的齒數(shù)。大齒輪62d與太陽齒輪66a嚙合。小齒輪62e與環(huán)形齒輪64a嚙合。在另一例中，行星齒輪62a可以僅包括與太陽齒輪26a及環(huán)形齒輪22a嚙合的一個齒輪。

齒輪架62b與曲柄軸52同軸配置。齒輪架62b通過各行星齒輪62a繞太陽齒輪66a公轉(zhuǎn)從而旋轉(zhuǎn)。齒輪架62b包括第一齒輪架62f及第二齒輪架62g。第一齒輪架62f及第二齒輪架62g是各自單獨的物體。通過將第一齒輪架62f與第二齒輪架62g固定，從而構(gòu)成齒輪架62b。在另一例中，齒輪架62b可以是包括第一齒輪架62f及第二齒輪架62g的單一的物體。

第一齒輪架62f支承各行星銷62c的一方的端部。第二齒輪架62g支承各行星銷62c的另一端部。行星銷62c的一方的端部配置在比行星銷62c的另一方的端部遠離前鏈輪sf的位置。

在第二齒輪架62g的外周部形成第二齒輪62h。即、輸入體62含有包括第二齒輪架62g及第二齒輪62h的單一物體。在另一例中，第二齒輪62h及第二齒輪架62g可以作為各自單獨的部件設(shè)置，彼此連結(jié)而構(gòu)成輸入體62。

第一馬達70及第二馬達80安裝于機殼58。第一馬達70能夠?qū)⑿D(zhuǎn)傳遞給傳遞體66。第二馬達80對給予曲柄軸52的人力驅(qū)動力進行助力。第一馬達70及第二馬達80是內(nèi)置轉(zhuǎn)子型的馬達。在一例中，第一馬達70和第二馬達80是三相無電刷馬達。第一馬達70及第二馬達80的類型和種類能夠任意變更。第一馬達70及第二馬達80的至少一個可以是外置轉(zhuǎn)子型的馬達。

如圖4和圖6所示，沿著第一馬達70的輸出軸72的軸線j1的方向與沿著曲柄軸52的軸線jc的方向彼此不同。優(yōu)選地，沿著第一馬達70的輸出軸72的軸線j1的方向與沿著曲柄軸52的軸線jc的方向在投影面上垂直。沿著第二馬達80的輸出軸82的軸線j2的方向與沿著曲柄軸52的軸線jc的方向平行。沿著第一馬達70的輸出軸72的軸線j1的方向與沿著第二馬達80的輸出軸82的軸線j2的方向在投影面上垂直。如此，沿著第一馬達70的輸出軸72的軸線j1的方向與沿著第二馬達80的輸出軸82的軸線j2的方向彼此不同。這些方向的關(guān)系能夠任意變更。沿著第一馬達70的輸出軸72的軸線j1的方向與沿著第二馬達80的輸出軸82的軸線j2的方向在投影面上也可以不垂直或交叉。

第一馬達70經(jīng)由蝸桿76使傳遞體66旋轉(zhuǎn)。第一馬達70變更決定自行車的變速比的行星齒輪機構(gòu)60的變速比。行星齒輪機構(gòu)60的變速比由從行星齒輪機構(gòu)60輸出的旋轉(zhuǎn)速度相對于輸入行星齒輪機構(gòu)60的旋轉(zhuǎn)速度的比率規(guī)定。

蝸桿76設(shè)于第一馬達70與傳遞體66之間的旋轉(zhuǎn)的傳遞路徑上。優(yōu)選地，蝸桿76設(shè)于第一馬達70的輸出軸72。如圖4所示，蝸桿76在沿著曲柄軸52的方向上配置在與輸入體62及輸出體64不同的位置。在一例中，配置蝸桿76的曲柄軸方向的位置是比環(huán)形齒輪64a、行星齒輪62a、齒輪架62b及第二齒輪62h更偏向前鏈輪sf側(cè)的相反側(cè)的位置。蝸桿76配置在曲柄軸12的徑方向上與第二齒輪62h不同的位置。在一例中，蝸桿76在曲柄軸12的徑方向上比第二齒輪62h靠近內(nèi)側(cè)且比太陽齒輪66a靠近外側(cè)地配置。

蝸桿76的摩擦角是蝸桿76的升角(螺旋角)以上。由此，即使由第一齒輪66b與蝸桿76的嚙合，將第一齒輪66b的旋轉(zhuǎn)傳遞給蝸桿76，蝸桿76也不旋轉(zhuǎn)。蝸桿76及輸出軸72可以是單一的物體，輸出軸72和蝸桿76也可以各自構(gòu)成，并通過接頭等連結(jié)。

如圖6所示，第一馬達70的機殼74在曲柄軸52的徑方向上比齒輪架62b靠近外側(cè)配置。機殼74其一部分配置在與輸出軸72的軸線j1平行的方向上與傳遞體66和輸入體62重疊的位置。

如圖4所示，配置第二馬達80的輸出軸82的位置是徑方向上比蝸桿76遠離曲柄軸52的位置。驅(qū)動單元50還包括直齒輪84。直齒輪84設(shè)于第二馬達80的輸出軸82。直齒輪84可以相對于第二馬達80的輸出軸82形成單獨的物體，固定在輸出軸82上，也可以與輸出軸82為同一物體。直齒輪84與第二齒輪62h嚙合。直齒輪84和第二齒輪62h從第二馬達80對齒輪架62b傳遞轉(zhuǎn)矩。

控制部56配置在機殼58中在曲柄軸方向上比行星齒輪機構(gòu)60、第一馬達70和第二馬達80更靠近前鏈輪sf一側(cè)的位置?？刂撇?6是與第一實施方式的控制部16同樣的結(jié)構(gòu)和控制，控制第一馬達70而取代第一馬達30，控制第二馬達80而取代第二馬達40。

參照圖4和圖5，說明驅(qū)動單元50的變速動作。驅(qū)動單元50的助力動作，與驅(qū)動單元10的助力動作是同樣的。圖5的模式圖中，為了方便，齒輪架62b以三角形表示，但實際上的齒輪架62b的形狀與圖6所示不同。曲柄軸52的第一旋轉(zhuǎn)方向及第二旋轉(zhuǎn)方向與第一實施方式的曲柄軸12的第一旋轉(zhuǎn)方向及第二旋轉(zhuǎn)方向是同樣的。

當(dāng)輸入了用于變更行星齒輪機構(gòu)60的變速比的操作信號時，控制部56以輸出部54的旋轉(zhuǎn)速度相對于曲柄軸52的旋轉(zhuǎn)速度的比率為規(guī)定的比率的方式控制第一馬達70的旋轉(zhuǎn)速度。例如輸入了用于增大行星齒輪機構(gòu)60的變速比的操作信號時，控制部56以太陽齒輪66a向第二旋轉(zhuǎn)方向(參照圖5)旋轉(zhuǎn)的方式驅(qū)動第一馬達70。結(jié)果，如圖5所示，與太陽齒輪66a不旋轉(zhuǎn)的情況比較，由于行星齒輪62a的自轉(zhuǎn)速度變高，所以齒輪架62b的旋轉(zhuǎn)速度變高，行星齒輪機構(gòu)60的變速比變大?？刂撇?6對應(yīng)太陽齒輪66a的旋轉(zhuǎn)速度來無級變更行星齒輪機構(gòu)60的變速比。在另一例中，可以通過階段性變更太陽齒輪66a的旋轉(zhuǎn)速度來階段性變更行星齒輪機構(gòu)60的變速比。

控制部56當(dāng)以固有的變速比使行星齒輪機構(gòu)60變速時，停止向第一馬達70的電力供給。當(dāng)向第一馬達70的電力供給停止的情況下，通過蝸桿76與第一齒輪66b的嚙合來限制傳遞體66的旋轉(zhuǎn)。因此，行星齒輪機構(gòu)60的變速比維持基于行星齒輪機構(gòu)60的各構(gòu)成要素的齒輪個數(shù)的固有變速比。行星齒輪機構(gòu)60中由于齒輪架62b構(gòu)成輸入體62，環(huán)形齒輪64a與輸出部54連結(jié)，所以太陽齒輪66a不旋轉(zhuǎn)時，將輸入行星齒輪機構(gòu)60的旋轉(zhuǎn)增速并輸出。因此，控制部56停止了向第一馬達70的電力供給時的行星齒輪機構(gòu)60的變速比為“1”以上，例如是“1.2”。根據(jù)第二實施方式，能夠得到與第一實施方式的效果同樣的效果。

(變形例)

關(guān)于上述各實施方式的說明，是本發(fā)明的自行車用驅(qū)動單元能夠采用的方式的例示，不意味著限制該實施方式。本發(fā)明的自行車用驅(qū)動單元例如能夠采用以下所示的上述各實施方式的變形例以及彼此不矛盾的至少兩個變形例組合而成的方式。圖8～圖11中，為了方便，使用驅(qū)動單元10的附圖標記。

·第二實施方式的第一馬達70的位置能夠任意變更。圖7表示其一例。該例中，第一馬達70在與曲柄軸方向垂直的方向上比環(huán)形齒輪64a靠近外側(cè)配置。

·第二實施方式的第二馬達80的位置能夠任意變更。圖7表示其一例。該例中，第二馬達80與曲柄軸52同軸配置。齒輪架62b包括內(nèi)周齒62i。內(nèi)周齒62i與設(shè)于第二馬達80的輸出軸82的直齒輪84嚙合。

·驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)例如圖8～圖11所示，能夠任意變更。圖8表示驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)的第一例。圖8的驅(qū)動單元的行星齒輪機構(gòu)20是這樣的結(jié)構(gòu)，輸入體22包括環(huán)形齒輪22a，輸出體24包括行星齒輪24a、齒輪架24b和第三齒輪24i，傳遞體26包括太陽齒輪26a及第一齒輪26b。第三齒輪24i及齒輪架24b是單一的物體。即、輸出體24含有包括第三齒輪24i及齒輪架24b的單一的物體。通過這樣的行星齒輪機構(gòu)20的結(jié)構(gòu)，曲柄軸12的旋轉(zhuǎn)被輸入環(huán)形齒輪22a，齒輪架24b的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由輸出部14輸出給前鏈輪sf。當(dāng)太陽齒輪26a不旋轉(zhuǎn)的情況下行星齒輪機構(gòu)20的變速比不到“1”。第一馬達30連接于傳遞體26，第二馬達40連接于輸出體24。蝸桿36設(shè)于第一馬達30的輸出軸32，連結(jié)于第一齒輪26b。直齒輪44設(shè)于第二馬達40的輸出軸42，與第三齒輪24i嚙合。由此，第一馬達30的驅(qū)動停止時，第一齒輪26b的旋轉(zhuǎn)被限制，所以即使從行星齒輪24a對太陽齒輪26a傳遞轉(zhuǎn)矩，太陽齒輪26a也不旋轉(zhuǎn)。第一馬達30驅(qū)動，使太陽齒輪26a向第二旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，從而能夠?qū)?yīng)第一馬達30的旋轉(zhuǎn)速度，無級變更行星齒輪機構(gòu)20的變速比。

·圖8的驅(qū)動單元的另一例中，齒輪架24b及第三齒輪24i各自形成。各自形成的齒輪架24b及第三齒輪24i彼此組合而構(gòu)成輸出體24。

·圖9表示驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)的第二例。圖9的驅(qū)動單元的行星齒輪機構(gòu)20是這樣的結(jié)構(gòu)，輸入體22包括行星齒輪24a及齒輪架24b，輸出體24包括環(huán)形齒輪22a及第三齒輪24i，傳遞體26包括太陽齒輪26a及第一齒輪26b。第三齒輪24i及環(huán)形齒輪22a是單一的物體。即、輸出體24含有包括第三齒輪24i及環(huán)形齒輪22a的單一物體。通過這樣的行星齒輪機構(gòu)20的結(jié)構(gòu)，曲柄軸12的旋轉(zhuǎn)被輸入齒輪架24b，環(huán)形齒輪22a的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由輸出部14輸出給前鏈輪sf。行星齒輪機構(gòu)20的變速比當(dāng)太陽齒輪26a不旋轉(zhuǎn)的情況下為“1”以上。第一馬達30連接于傳遞體26，第二馬達40連接于輸出體24。蝸桿36設(shè)于第一馬達30的輸出軸32，連結(jié)于第一齒輪26b。直齒輪44設(shè)于第二馬達40的輸出軸42，與第三齒輪24i嚙合。由此，第一馬達30的驅(qū)動停止時，第一齒輪26b的旋轉(zhuǎn)被限制，所以即使從行星齒輪24a對太陽齒輪26a傳遞轉(zhuǎn)矩，太陽齒輪26a也不旋轉(zhuǎn)。第一馬達30驅(qū)動，使太陽齒輪26a向第二旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，從而能夠?qū)?yīng)第一馬達30的旋轉(zhuǎn)速度無級變更行星齒輪機構(gòu)20的變速比。

圖9的驅(qū)動單元的另一例中，第三齒輪24i及環(huán)形齒輪22a各自形成。各自形成的環(huán)形齒輪22a及第三齒輪24i彼此組合從而構(gòu)成輸出體24。

·圖10表示驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)的第三例。圖10的驅(qū)動單元的行星齒輪機構(gòu)20是這樣的結(jié)構(gòu)，輸入體22包括太陽齒輪26a及第二齒輪22d，輸出體24包括行星齒輪24a及齒輪架24b，傳遞體26包括環(huán)形齒輪22a及第一齒輪26c。由此，曲柄軸12的旋轉(zhuǎn)被輸入給太陽齒輪26a，齒輪架24b的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由輸出部14輸出給前鏈輪sf。行星齒輪機構(gòu)20的變速比當(dāng)環(huán)形齒輪22a不旋轉(zhuǎn)的情況下不到“1”。第一馬達30連接于傳遞體26，第二馬達40連接于輸入體22。蝸桿36設(shè)于第一馬達30的輸出軸32，連結(jié)于第一齒輪26c。直齒輪44設(shè)于第二馬達40的輸出軸42，與第二齒輪22d嚙合。由此，第一馬達30的驅(qū)動停止時，第一齒輪26c的旋轉(zhuǎn)被限制，所以即使從行星齒輪24a對環(huán)形齒輪22a傳遞轉(zhuǎn)矩，環(huán)形齒輪22a也不旋轉(zhuǎn)。第一馬達30驅(qū)動，使環(huán)形齒輪22a向第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，從而能夠?qū)?yīng)第一馬達30的旋轉(zhuǎn)速度無級變更行星齒輪機構(gòu)20的變速比。

·圖11表示驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)的第四例。圖11的驅(qū)動單元的行星齒輪機構(gòu)20是這樣的結(jié)構(gòu)，輸入體22包括太陽齒輪26a，輸出體24包括行星齒輪24a、齒輪架24b及第三齒輪24i，傳遞體26包括環(huán)形齒輪22a及第一齒輪26c。第三齒輪24i及齒輪架24b是單一的物體。即、輸出體24含有包含第三齒輪24i及齒輪架24b的單一的物體。通過這樣的行星齒輪機構(gòu)20的結(jié)構(gòu)，曲柄軸12的旋轉(zhuǎn)被輸入給太陽齒輪26a，齒輪架24b的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由輸出部14輸出給前鏈輪sf。行星齒輪機構(gòu)20的變速比當(dāng)環(huán)形齒輪22a不旋轉(zhuǎn)的情況下不到“1”。第一馬達30連接于傳遞體26，第二馬達40連接于輸出體24。蝸桿36設(shè)于第一馬達30的輸出軸32，連結(jié)于第一齒輪26c。直齒輪44設(shè)于第二馬達40的輸出軸42，與第三齒輪24i嚙合。由此，第一馬達30的驅(qū)動停止時，第一齒輪26c的旋轉(zhuǎn)被限制，所以即使從行星齒輪24a對環(huán)形齒輪22a傳遞轉(zhuǎn)矩，環(huán)形齒輪22a也不旋轉(zhuǎn)。第一馬達30驅(qū)動，使環(huán)形齒輪22a向第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，從而能夠?qū)?yīng)第一馬達30的旋轉(zhuǎn)速度無級變更行星齒輪機構(gòu)20的變速比。

·圖11的驅(qū)動單元的另一例中，第三齒輪24i及齒輪架24b各自形成。各自形成的齒輪架24b及第三齒輪24i彼此組合而構(gòu)成輸出體24。

·第一實施方式的第一馬達30的變速方式能夠任意變更。在一例中，第一馬達30使太陽齒輪26a向第一旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。這種情況下，行星齒輪機構(gòu)20的變速比小于第一馬達30停止時的變速比。另外，第二實施方式的第一馬達70的變速方式也能夠同樣地變更。

·第一實施方式的第一馬達30及第二馬達40的位置能夠任意變更。在一例中，第一馬達30及第二馬達40的至少一個設(shè)于機殼18的外部。另外，第二實施方式的第一馬達70及第二馬達80的位置也能夠同樣地變更。

·第一實施方式的驅(qū)動單元10能夠采用不包括第二馬達40的方式。這種情況下，驅(qū)動單元10能夠省略第二齒輪22b。另外，第二實施方式的驅(qū)動單元50也能夠同樣地變更。

·第一實施方式的驅(qū)動單元10能夠采用不包括曲柄軸12的方式。這種情況下，作為自行車的構(gòu)成要素的曲柄軸12設(shè)于驅(qū)動單元10。另外，第二實施方式的驅(qū)動單元50也能夠同樣地變更。

·第一實施方式中，還可以采用第一馬達30的輸出軸32與傳遞體26之間的傳遞路徑上，除了蝸桿36，還可以設(shè)置一個或多個齒輪，使輸出軸32的旋轉(zhuǎn)減速，并傳遞給輸入體22的結(jié)構(gòu)。另外，第二實施方式的驅(qū)動單元50也能夠同樣地變更。

·第一實施方式中，還可以采用第二馬達40的輸出軸42與輸入體22或輸出體24之間，除了直齒輪44，還可以設(shè)置一個或多個齒輪，使輸出軸42的旋轉(zhuǎn)減速，并傳遞給輸入體22或輸出體24的結(jié)構(gòu)。另外，第二實施方式的驅(qū)動單元50也能夠同樣地變更。