CN106488871A - 驱动单元及电动助力自行车 - Google Patents

Abstract

本发明具有：通过人力驱动力而旋转自如的曲轴(14)、通过人力驱动力和辅助驱动力合成的合成驱动力而旋转自如的合力传递体(15)、设置于合力传递体(15)的输出轮体(16)、改变合力传递体(15)的转速的变速机构(17)，曲轴(14)和合力传递体(15)同轴设置，变速机构(17)具有齿轮比不同的多个可选择的变速挡，具备检测所选择的变速挡的检测装置。

Description

驱动单元及电动助力自行车

技术领域

本发明涉及驱动单元及具备驱动单元的电动助力自行车。

背景技术

目前，作为电动助力自行车所具备的驱动单元，例如，如图26所示，具备：具有踏板曲轴201的人力驱动系和根据施加在踏板曲轴201上的踏力来增减电动机202的输出的电动机驱动系，筒状的合力轴203与踏板曲轴201旋转自如地设置在同一轴线上。两驱动系与合力轴203的一端相连结，从合力轴203的另一端向后轮传递动力。

踏板曲轴201贯通筒状的中间轴204，中间轴204与合力轴203邻接，并且旋转自如地与踏板曲轴201设置在同一轴线上。另外，中间轴204的一端经由单向离合器205与合力轴203相连结，中间轴204的另一端与踏板曲轴201相结合。

合力轴203在外周部具有多个齿206。在合力轴203设置有链轮207，在链轮207卷绕有链条208。另外，在电动机202的输出轴209形成有输出齿轮210，在输出齿轮210和合力轴203的齿206之间，啮合有减速器211的齿轮212、213。

据此，通过蹬踏板，人力驱动力从踏板曲轴201经由中间轴204及单向离合器205传递给合力轴203。另外，由电动机202产生的辅助驱动力经由减速器211传递给合力轴203，合力轴203通过人力驱动力和辅助驱动力合成的合成驱动力而旋转，链轮207与合力轴203一起旋转，由此合成驱动力经由链条208传递给后轮，后轮旋转。

另外，上述的电动助力自行车的驱动单元215例如记载在下述专利文献1中。

专利文献1:(日本)特开平10－250673

但是，上述驱动单元215不具备变速机构，所以在利用电动助力自行车在陡峭的上坡路行驶的情况下，存在给电动机202或自行车的搭乘者带来过大的负荷这样的问题。

发明内容

本发明的目的在于，在通过人力驱动力和辅助驱动力合成的合成驱动力使合力传递体旋转，并使该合力传递体的旋转传递给后轮的驱动单元及电动助力自行车中，能够减轻电动机或搭乘者的负荷。

为了实现上述目的，本第一发明的驱动单元设置于电动助力自行车，该电动助力自行车可利用由来自踏板的踏力产生的人力驱动力上加上由电动机产生的辅助驱动力而行驶，其中，具有：通过人力驱动力而旋转自如的曲轴、通过将人力驱动力和辅助驱动力合成的合成驱动力而旋转自如的合力传递体、设置于合力传递体的输出轮体、改变合力传递体的转速的变速机构，曲轴和合力传递体同轴地设置，变速机构具有齿轮比(传动比)不同的多个可选择的变速挡(变速级)，并具备检测所选择的变速挡的检测装置。

据此，在利用电动助力自行车行驶时，可以根据行驶路面的倾斜等选择最适合的变速挡，由此，能够减轻电动机或搭乘者的负荷，进行适合于行驶路面的行驶。

在本第二发明的驱动单元中，检测装置在变速挡被切换时，可检测切换前的变速挡与切换后的变速挡之间的切换中途的状态，当通过检测装置检测出变速挡的切换中途状态时，则控制电动机，以使辅助驱动力暂时下降。

据此，在利用电动助力自行车行驶中，切换变速挡时，当通过检测装置检测变速挡的切换中途状态时，电动机的辅助驱动力就会暂时下降。由此，例如，从高速挡向低速挡切换(降挡)时，作用在合力传递体上的合成驱动力的转矩暂时下降，不会有大的转矩突然作用在合力传递体上，因此，能够顺畅地从高速挡向低速挡切换(降挡)。因此，切换变速挡(降挡)时，过大的合成驱动力不会瞬间作用在合力传递体上，不需要过高地保持合力传递体的强度。

在本第三发明的驱动单元中，检测装置具有向接通和断开切换自如的多个检测器，基于被切换为接通或断开的检测器的个数，检测所选择的变速挡及变速挡的切换中途状态。

在本第四发明的驱动单元中，变速挡由可选择的低速挡和高速挡构成，变速机构具有低速挡用变速齿轮、高速挡用变速齿轮、切换变速挡的变速挡切换机构，低速挡用变速齿轮和高速挡用变速齿轮与电动机连动，变速挡切换机构具有向低速挡切换位置和高速挡切换位置移动自如的可动切换部件，选择了低速挡的情况下，可动切换部件向低速挡切换位置移动，合成驱动力经由低速挡用变速齿轮传递给合力传递体，合力传递体旋转，选择了高速挡的情况下，可动切换部件向高速挡切换位置移动，合成驱动力经由高速挡用变速齿轮传递给合力传递体，合力传递体旋转。

据此，例如，从高速挡向低速挡切换(降挡)的情况下，变速挡切换机构的可动切换部件从高速挡切换位置向低速挡切换位置移动，经由高速挡用变速齿轮传递到合力传递体的合成驱动力经由低速挡用变速齿轮传递到合力传递体，合力传递体旋转。

此时，若检测出从高速挡向低速挡的切换中途的状态时，由于电动机的辅助驱动力暂时下降，所以在从高速挡向低速挡切换时，作用在合力传递体上的合成驱动力的转矩暂时下降，不会有大的转矩突然作用在合力传递体上。

在本第五发明的驱动单元中，检测装置检测可动切换部件的切换位置，由此来识别所选择的变速挡，检测装置检测可动切换部件的低速挡切换位置和高速挡切换位置的中间位置，由此来识别是变速挡的切换中途状态。

据此，例如，从高速挡向低速挡切换(降挡)时，检测装置检测可动切换部件的高速挡切换位置和低速挡切换位置的中间位置，由此来识别是从高速挡向低速挡的切换中途的状态，电动机的辅助驱动力暂时下降。由此，从高速挡向低速挡切换时，不会有大的转矩突然作用在合力传递体上。

之后，检测装置检测可动切换部件的低速挡切换位置，由此来识别被切换为低速挡的情况。

本第六发明的电动助力自行车具备上述第一方面～第五方面中任一方面所述的驱动单元，其中，在后轮设置有后部轮体，在输出轮体和后部轮体上卷挂有环状的驱动力传递部件。

发明效果

根据如以上所述的本发明，在利用电动助力自行车行驶时，可以根据行驶路面的倾斜等选择最适合的变速挡，由此，能够减轻电动机及搭乘者的负荷，进行适合于行驶路面的行驶。

另外，利用电动助力自行车行驶中，若在切换变速挡时，通过检测装置检测变速挡的切换中途状态，电动机的辅助驱动力就会暂时下降。由此，例如，从高速挡向低速挡切换时，不会有大的转矩突然作用在合力传递体上，因此，可以顺畅地从高速挡向低速挡切换。因此，切换变速挡时，在合力传递体上不会瞬间作用过大的合成驱动力，不需要过高地保持合力传递体的强度。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的自行车的侧面图；

图2是同上电动助力自行车的局部剖切侧面图；

图3是同上电动助力自行车的驱动单元的右侧面图；

图4是同上驱动单元的右侧面剖面图；

图5是同上驱动单元的平面剖面图，表示切换为低速挡的状态；

图6是放大表示图5的驱动单元的主要部分的平面剖面图；

图7是同上驱动单元的低速用单向离合器和高速用单向离合器的概念性的侧面图，表示切换为低速挡的状态；

图8是同上驱动单元的切换离合器的剖面图；

图9是同上驱动单元的平面剖面图，表示切换为高速挡的状态；

图10是放大表示图9的驱动单元的主要部分的平面剖面图；

图11是同上驱动单元的低速用单向离合器和高速用单向离合器的概念性的侧面图，表示切换为高速挡的状态；

图12是同上驱动单元的变速挡切换机构的剖面图，表示切换为低速挡的状态；

图13是同上驱动单元的检测装置的光传感器的立体图；

图14是同上驱动单元的检测装置的检测片的立体图；

图15是表示同上驱动单元的检测装置的光传感器和检测片的位置关系的图，表示切换为低速挡的状态；

图16是同上驱动单元的变速挡切换机构的剖面图，表示切换为高速挡的状态；

图17是表示同上驱动单元的检测装置的光传感器和检测片的位置关系的图，表示切换为高速挡的状态；

图18是同上驱动单元的变速挡切换机构的剖面图，表示交换中途的状态；

图19是表示同上驱动单元的检测装置的光传感器和检测片的位置关系的图，表示交换中途的状态；

图20是表示本发明第二实施方式的驱动单元的检测装置的光传感器和检测片的位置关系的图，表示切换为低速挡的状态；

图21是表示同上驱动单元的检测装置的光传感器和检测片的位置关系的图，表示切换为高速挡的状态；

图22是表示同上驱动单元的检测装置的光传感器和检测片的位置关系的图，表示交换中途的状态；

图23是表示本发明第三实施方式的驱动单元的检测装置的光传感器和检测片的位置关系的图，表示切换为低速挡的状态；

图24是表示同上驱动单元的检测装置的光传感器和检测片的位置关系的图，表示切换为高速挡的状态；

图25是表示同上驱动单元的检测装置的光传感器和检测片的位置关系的图，表示交换中途的状态；

图26是现有驱动单元的平面剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

图1、图2中的1为本发明第一实施方式的电动助力自行车。如图1、图2等所示，该电动助力自行车1具有车架2、前轮3、后轮4、车把5、车座6、踏板8、具备电动机9的驱动单元10和向电动机9供给电力的由二次电池构成的蓄电池11等，在由来自踏板8的踏力产生的人力驱动力加上由电动机9产生的辅助驱动力(助力)而可行驶。

如图3～图5所示，驱动单元10具有电动机9、通过人力驱动力而旋转自如的曲轴14、通过合成人力驱动力和辅助驱动力的合成驱动力而旋转自如的合力传递体15、设置于合力传递体15的输出链轮16(输出轮体的一个例子)、使电动机9的旋转减速并向合力传递体15传递的减速机构20、根据多个变速挡(变速级)而改变合力传递体15的转速的变速机构17、控制部18、壳体19等。

如图2所示，在后轮4的中心部设置有后部链轮25(后部轮体的一个例子)，在输出链轮16和后部链轮25上卷挂有环状的链条26(驱动力传递部件的一个例子)。

如图3～图8所示，变速机构17具备低速挡(低速级)用变速齿轮29、高速挡(高速级)用变速齿轮30、切换变速挡的变速挡(变速级)切换机构31(参照图12)。

曲轴14贯通驱动单元10的壳体19，旋转自如地被保持。在曲轴14的左右两端部设置有曲柄臂34，踏板8设置于各曲柄臂34的前端部。

合力传递体15和低速挡用变速齿轮29配设在曲轴14的外周，另外，圆筒状的人力传递体37和连动筒体38配设在曲轴14的外周。人力传递体37是向连动筒体38传递来自曲轴14的人力驱动力的部件，连动筒体38是向合力传递体15传递来自人力传递体37的人力驱动力的部件。

在人力传递体37的内周和曲轴14靠左侧部分的外周，分别形成有相互啮合的锯齿形部39(或花键部)。人力传递体37外嵌在曲轴14的靠左侧部分，经由锯齿形部39与曲轴14一体旋转自如。

在连动筒体38的左端部内周和人力传递体37的右端部外周，分别形成有相互啮合的锯齿形部40(或花键部)。连动筒体38外嵌在曲轴14，位于人力传递体37的右邻，经由锯齿形部40与人力传递体37一体旋转自如。

在人力传递体37的外周面设置有磁致伸缩发生部42，在磁致伸缩发生部42的外周侧，隔开一定的间隙设置有线圈43。由磁致伸缩发生部42和线圈43构成转矩传感器44，通过转矩传感器44检测来自曲轴14的人力驱动力。

在连动筒体38的外周设置有被检测体45。另外，在连动筒体38的外周侧，隔开一定的间隙设置有旋转检测器46。由被检测体45和旋转检测器46构成旋转检测装置47，连动筒体38的旋转量及旋转方向由旋转检测装置47检测，基于此，也可以检测曲轴14或踏板8的旋转量及旋转方向。另外，作为旋转检测器46，例如使用光传感器等，另外，作为被检测体45，使用周向具有多个齿部(遮光部)的圆环状的部件等。

低速挡用变速齿轮29比高速挡用变速齿轮30直径大，具有形成于外周部的齿部49、形成于内周部且向右侧突出的小径的圆筒部50，旋转自如地外嵌在曲轴14。另外，低速挡用变速齿轮29和连动筒体38可以经由单向离合器51进行连动，单向离合器51在周向连接或分离低速挡用变速齿轮29和连动筒体38。

合力传递体15是旋转自如地外嵌在曲轴14的圆筒状的部件，具有形成于左侧的中径筒状部53、形成于右侧的小径筒状部54、形成于中径筒状部53的内周的齿部55、形成于中径筒状部53的外周的花键部56。另外，曲轴14和合力传递体15同轴设置。另外，输出链轮16外嵌在小径筒状部54，与合力传递体15一体地旋转。

低速挡用变速齿轮29的圆筒部50插入合力传递体15的中径筒状部53内，在低速挡用变速齿轮29的圆筒部50的外周，设置有低速用单向离合器58。如图6、图7、图10、图11所示，低速用单向离合器58具有在径向上立起横倒自如的多个凸轮58a(棘爪)和以凸轮58a立起的方式向径向外侧施力的圆环状的弹簧58b。低速用单向离合器58的凸轮58a与合力传递体15的齿部55自如卡脱自如，如图7所示，在凸轮58a被切换为立起姿势的情况下，凸轮58a与齿部55卡合，如图11所示，在凸轮58a被切换为横倒姿势的情况下，凸轮58a从齿部55脱开。

高速挡用变速齿轮30经由轴承60旋转自如地外嵌在合力传递体15的小径筒状部54。高速挡用变速齿轮30具有形成于外周部的齿部61、形成于内周部且向右侧突出的小径圆筒部62、形成于齿部61和小径圆筒部62之间且向左侧突出的中径圆筒部63、形成于中径圆筒部63的内周的齿部64。另外，高速挡用变速齿轮30的直径比低速挡用变速齿轮29的直径小。

在合力传递体15的中径筒状部53的外周，设置有高速用单向离合器66。如图6、图7、图10、图11所示，高速用单向离合器66具有在径向上立起横倒自如的多个凸轮66a(棘爪)和以凸轮66a立起的方式向径向外侧施力的圆环状的弹簧66b。高速用单向离合器66的凸轮66a与高速挡用变速齿轮30的齿部64卡脱自如，如图11所示，在凸轮66a被切换为立起姿势的情况下，凸轮66a与齿部64卡合，如图7所示，在凸轮66a被切换为横倒姿势的情况下，凸轮66a从齿部64脱开。

另外，如图5、图6所示，曲轴14的左端部经由一轴承67旋转自如地支承在壳体19，高速挡用变速齿轮30的小径圆筒部62与曲轴14的右端部和合力传递体15一起，经由另一轴承68旋转自如地支承在壳体19。

电动机9具有定子70、转子71、与转子71一体旋转自如的旋转驱动轴72。另外，在旋转驱动轴72的前端部外周形成有旋转驱动齿轮73。

减速机构20具有平行地设置于曲轴14和旋转驱动轴72之间的中间轴74、设置于中间轴74的第一～第三减速齿轮75～77、单向离合器78。中间轴74经由一对轴承79旋转自如地设置于壳体19内。第一减速齿轮75的直径比第二减速齿轮76的直径大，第三减速齿轮77的直径比第二减速齿轮76的直径大且比第一减速齿轮75的直径小。

第一减速齿轮75与旋转驱动齿轮73啮合，第二减速齿轮76与低速挡用变速齿轮29啮合，第三减速齿轮77与高速挡用变速齿轮30啮合。由此，低速挡用变速齿轮29和高速挡用变速齿轮30经由减速机构20与电动机9连动。另外，单向离合器78是用于切断人力驱动力的离合器，设置于中间轴74的外周和第一减速齿轮75的内周之间。在中间轴74和第一减速齿轮75经由单向离合器78连接在一起的情况下，第一～第三减速齿轮75～77与中间轴74一起一体地向一方向旋转。

另外，变速机构17具有齿轮比不同的可选择的低速挡(变速挡的一个例子)和高速挡(变速挡的一个例子)。在选择了低速挡的情况下，低速挡用变速齿轮29的旋转传递到合力传递体15，在选择了高速挡的情况下，高速挡用变速齿轮30的旋转传递到合力传递体15。

如图6、图8、图12所示，变速挡切换机构31具有切换高速用单向离合器66的凸轮66a的姿势的切换离合器81、向低速挡切换位置L和高速挡切换位置H移动自如的可动切换部件82。

切换离合器81为圆环状的部件，内周具有花键部84，外周具有凹部85，外嵌在合力传递体15的中径筒状部53。切换离合器81的花键部84和合力传递体15的花键部56在周向啮合。切换离合器81经由花键部56、84沿曲轴14的轴心方向A移动自如。

在切换离合器81的内周面的右端的角部，形成有越靠近端面越向径向外侧扩展的倾斜面86。倾斜面86将高速用单向离合器66的凸轮66a引导为横倒姿势，如图6所示，在切换离合器81向一方向B移动的情况下，切换离合器81与高速用单向离合器66的凸轮66a抵接，凸轮66a被切换到横倒姿势。另外，如图10所示，在切换离合器81向另一方向C移动的情况下，切换离合器81从高速用单向离合器66的凸轮66a分开，凸轮66a被切换到立起姿势。

如图4、图12所示，可动切换部件82是使切换离合器81移动的部件，具有切换轴88、离合器臂89、连动筒90、垫圈91。切换轴88被设置在壳体19内的一对支承部93、94支承，与曲轴14平行地设置，沿轴心方向A移动自如。

离合器臂89具有筒部96、设置于筒部96的C字形状的臂部97。如图6、图8所示，臂部97嵌入切换离合器81的凹部85。如图12所示，垫圈91外嵌在切换轴88，位于离合器臂89的筒部96和连动筒90之间。切换轴88插通于离合器臂89的筒部96和连动筒90，离合器臂89和连动筒90与切换轴88一起向轴心方向A移动自如。另外，可动切换部件82通过线圈状的弹簧98以从高速挡切换位置H向低速挡切换位置L的方向移动的方式被施力。另外，在切换轴88的一端部设置有卡合环100。

如图1所示，在车把5设置有选择变速挡的手边操作部101，搭乘者通过操作手边操作部101，可以选择低速挡及高速挡。另外，在电动助力自行车1设置有根据对手边操作部101的操作使可动切换部件82移动的切换动作装置102。如图12所示，切换动作装置102具有拉线(cable)103和联杆104。联杆104以支点104a为中心转动自如，具有与切换轴88的卡合环100卡合的卡合臂104b。另外，拉线103被连接于手边操作部101和联杆104之间。

如图12～图15所示，在驱动单元10的壳体19内具备检测由手边操作部101选择的变速挡的检测装置108。检测装置108具有向接通(ON)和断开(OFF)切换自如的两个(多个)光传感器109a、109b(检测器的一个例子)、两个(多个)检测片110a、110b。

光传感器109a、109b分别是利用另一受光部114接受从一发光部112放射的检测光113的透过式光传感器，安装在安装基板115。安装基板115设置于壳体19内。另外，光传感器109a、109b在轴心方向A，一部分彼此重叠，并且向与轴心方向A正交的方向D偏移而排列。

检测片110a、110b是与可动切换部件82一起向轴心方向A移动，遮断从光传感器109a、109b的发光部112放射的检测光113的部件，并设置于连动筒90的外周部。

驱动单元10的控制部18(参照图5)基于检测装置108进行的检测，控制电动机9等。

以下，说明上述结构的作用。

(1)关于驱动单元10的动作

(1-1)在利用电动助力自行车1行驶时，例如搭乘者操作手边操作部101选择低速挡的情况下，如图12所示，拉线103向一方向E移动，通过弹簧98的施力，可动切换部件82向低速挡切换位置L移动。

由此，如图6所示，切换离合器81与离合器臂89连动向一方向B移动，与高速用单向离合器66的凸轮66a抵接。由此，如图7所示，凸轮66a切换为横倒姿势，合力传递体15和高速挡用变速齿轮30之间被切断。

在该状态下，通过蹬踏板8，如图5、图6所示，曲轴14旋转，人力传递体37和连动筒体38旋转。这时，连动筒体38在旋转方向经由单向离合器51与低速挡用变速齿轮29连接。因此，连动筒体38的旋转传递到低速挡用变速齿轮29。

另外，通过电动机9驱动，旋转驱动轴72旋转，减速机构20的第一减速齿轮75和中间轴74进行旋转，第二及第三减速齿轮76、77旋转，第二减速齿轮76的旋转传递到低速挡用变速齿轮29，第三减速齿轮77的旋转传递到高速挡用变速齿轮30。

由此，低速挡用变速齿轮29和高速挡用变速齿轮30分别进行旋转，这时，如图5～图7所示，低速挡用变速齿轮29在旋转方向经由低速用单向离合器58与合力传递体15连接。因此，低速挡用变速齿轮29的旋转传递到合力传递体15，合力传递体15旋转，输出链轮16旋转，并且链条26转动，后轮4旋转。此时，作用在曲轴14的人力驱动力和电动机9的辅助驱动力合成的合成驱动力，从低速挡用变速齿轮29传递到合力传递体15，合力传递体15通过合成驱动力而旋转。

另外，此时，高速用单向离合器66的凸轮66a切换为横倒姿势，合力传递体15和高速挡用变速齿轮30之间被切断，因此，高速挡用变速齿轮30的旋转传不再向合力传递体15传递。

(1-2)另外，在搭乘者操作手边操作部101选择高速挡的情况下，如图16所示，拉线103向另一方向F移动，联杆104向另一方向转动，可动切换部件82抵抗弹簧98的施力，向高速挡切换位置H移动。

由此，如图10所示，切换离合器81与离合器臂89连动，向另一方向C移动，从高速用单向离合器66的凸轮66a分开。由此，如图9～图11所示，凸轮66a通过弹簧66b的施力，切换为立起姿势，合力传递体15和高速挡用变速齿轮30之间相连接。

在该状态下，通过蹬踏板8，曲轴14旋转，人力传递体37和连动筒体38旋转。这时，连动筒体38在旋转方向经由单向离合器51与低速挡用变速齿轮29连接。因此，连动筒体38的旋转被传递到低速挡用变速齿轮29。

另外，通过电动机9的驱动，旋转驱动轴72旋转，减速机构20的第一减速齿轮75和中间轴74旋转，第二及第三减速齿轮76、77旋转，第二减速齿轮76的旋转被传递到低速挡用变速齿轮29，第三减速齿轮77的旋转被传递到高速挡用变速齿轮30。

由此，低速挡用变速齿轮29和高速挡用变速齿轮30分别进行旋转，此时，高速挡用变速齿轮30在旋转方向经由高速用单向离合器66与合力传递体15连接。因此，高速挡用变速齿轮30的旋转被传递到合力传递体15，合力传递体15旋转，此时，合成驱动力从高速挡用变速齿轮30传递到合力传递体15，合力传递体15通过合成驱动力而旋转。

另外，这时，低速挡用变速齿轮29和高速挡用变速齿轮30分别旋转，但因齿轮比不同，与低速挡用变速齿轮29的转速相比，高速挡用变速齿轮30的转速成为高速。由此，与低速挡用变速齿轮29的转速相比，合力传递体15的转速也成为高速，如图11所示，低速用单向离合器58的凸轮58a未与合力传递体15的齿部55卡合，低速挡用变速齿轮29保持在空转状态。

另外，上述(1-1)中说明的从切换为低速挡时(参照图6)的低速挡用变速齿轮29传递到合力传递体15的合成驱动力的转矩，比上述(1-2)中说明的从切换为高速挡时(参照图10)的高速挡用变速齿轮30传递到合力传递体15的合成驱动力的转矩大。

因此，例如，利用电动助力自行车1在上坡路行驶的情况等中，通过操作手边操作部101选择低速挡，高转矩的合成驱动力被传递给后轮4，因此，可以减轻电动机9或搭乘者的负荷。另外，在平坦的路面等行驶中想提高行驶速度时等，通过操作手边操作部101选择高速挡，合力传递体15的转矩下降，而合力传递体15的转速增加，因此，后轮4的转速上升，能容易地提升电动助力自行车1的行驶速度。

(2)关于检测装置108的动作

如上述(1-1)中说明的那样，在选择低速挡，可动切换部件82向低速挡切换位置L移动的情况(参照图12)下，如图15所示，第一检测片110a插入第一光传感器109a的发光部112和受光部114之间，并且第二检测片110b插入第二光传感器109b的发光部112和受光部114之间，因此，第一光传感器109a的检测光113由第一检测片110a遮断，并且第二光传感器109b的检测光113由第二检测片110b遮断。

由此，第一光传感器109a和第二光传感器109b两者均为接通，基于此，如图12所示，控制部18检测出可动切换部件82到达低速挡切换位置L的情况，基于该检测结果，识别到变速机构17切换为低速挡的情况。

另外，如在上述(1-2)中说明的那样，在选择高速挡，可动切换部件82向高速挡切换位置H移动的情况下(参照图16)，如图17所示，第一检测片110a从第一光传感器109a的发光部112和受光部114之间脱离，并且第二检测片110b从第二光传感器109b的发光部112和受光部114之间脱离，因此，第一光传感器109a的检测光113未被遮断，被受光部114接受，并且第二光传感器109b的检测光113未被遮断，被受光部114接受。

由此，第一光传感器109a和第二光传感器109b两者均为断开，基于此，如图16所示，控制部18检测出可动切换部件82达到高速挡切换位置H的情况，基于该检测结果，识别到变速机构17切换为高速挡的情况。

另外，在将变速机构17切换为高速挡的状态下，使电动助力自行车1行驶，当搭乘者操作手边操作部101从高速挡切换为低速挡(降挡)的情况下，通过弹簧98的施力，可动切换部件82从高速挡切换位置H(参照图16)向低速挡切换位置L(参照图12)移动。此时，如图18、图19所示，在可动切换部件82从高速挡切换位置H移动到低速挡切换位置L的切换中途的位置M(中间位置的一个例子)，第一检测片110a插入第一光传感器109a的发光部112和受光部114之间，但第二检测片110b未被插入第二光传感器109b的发光部112和受光部114之间，成为一直脱离的状态，因此，第一光传感器109a的检测光113被第一检测片110a遮断，并且第二光传感器109b的检测片110b的检测光113未被遮断，而是被受光部114接受。

由此，第一光传感器109a成为接通，第二光传感器109b成为断开，因此，控制部18检测出可动切换部件82到达切换中途的位置M的情况，并基于该检测结果，识别到变速机构17是从高速挡(切换前的变速挡的一个例子)向低速挡(切换后的变速挡的一个例子)的切换中途的状态的情况。

这样，从高速挡向低速挡的切换中途的状态被识别时，控制部18则控制电动机9，使辅助驱动力暂时下降。由此，变速时作用在合力传递体15的合成驱动力的转矩暂时下降，大的转矩不会突然地作用在合力传递体15，因此，可以从高速挡向低速挡顺畅地切换(降挡)。因此，过大的合成驱动力不会瞬间作用在合力传递体15上，不需要过高地保持合力传递体15的强度。

另外，由于从高速挡向低速挡的切换中途的高速用单向离合器66的凸轮66a和高速挡用变速齿轮30的齿部64的抵接力(卡合力)暂时下降，所以如图7所示，凸轮66a易于从齿部64脱离，如图6所示，合力传递体15和高速挡用变速齿轮30之间被可靠地切断，顺畅地从高速挡切换到低速挡(降挡)。

另外，假如不进行使电动机9的辅助驱动力暂时下降的控制，该情况下，高速挡用变速齿轮30的齿部64与高速用单向离合器66的凸轮66a牢固地抵接，因此，存在凸轮66a难以从齿部64脱离的问题。这种问题在上坡行驶时，大的踏力作用在踏板8上、大的驱动力作用在驱动单元10的状况下，处于容易产生的趋势。

另外，可动切换部件82从高速挡切换位置H(参照图16)通过切换中途的位置M(参照图18)到达低速挡切换位置L(参照图12)的情况下，如图15所示，上述检测装置108的第一光传感器109a和第二光传感器109b两者都成为接通，控制部18检测出可动切换部件82达到低速挡切换位置L的情况，基于该检测结果，提高电动机9的辅助驱动力，并返回到原来的辅助驱动力。

另外，在将变速机构17切换为低速挡的状态下使电动助力自行车1行驶，搭乘者操作手边操作部101从低速挡切换为高速挡(升挡)的情况下，与上述降挡同样，如图18、图19所示，控制部18检测出可动切换部件82到达切换中途的位置M的情况，识别到变速机构17是从低速挡(切换前的变速挡的一个例子)向高速挡(切换后的变速挡的一个例子)的切换中途的状态的情况，控制电动机9，使辅助驱动力暂时下降。由此，在变速中途时，作用在合力传递体15的合成驱动力的转矩暂时下降，可以顺畅地从低速挡向高速挡切换(升挡)。

另外，在上述实施方式中，变速机构17从低速挡切换为高速挡的中途和变速机构17从高速挡切换为低速挡的中途的两者的情况中，使电动机9的辅助驱动力暂时性下降，但也可以按照如下方式进行控制，即：仅在从高速挡切换为低速挡的中途，使电动机9的辅助驱动力暂时性下降，在从低速挡向高速挡切换的中途，不使电动机9的辅助驱动力下降。

另外，在上述实施方式中，如图13、图15所示，检测装置108的第一及第二光传感器109a、109b在轴心方向A，一部分彼此重叠，并且向与轴心方向A正交的方向D偏移而排列。但是，不限定于这种配置，例如，也可以是用以下的第二及第三实施方式表示的检测装置108。

(第二实施方式)

在第二实施方式中，如图20～图22所示，第一及第二光传感器109a、109b在与轴心方向A正交的方向D临接而排列。另外，形成为第二检测片110b的长度比第一检测片110a的长度短。

据此，如图20所示，在选择了低速挡的情况下，可动切换部件82向低速挡切换位置L移动，第一光传感器109a的检测光113由第一检测片110a遮断，并且第二光传感器109b的检测光113由第二检测片110b遮断。由此，第一光传感器109a和第二光传感器109b两者都被切换为接通。

另外，如图21所示，在选择了高速挡的情况下，可动切换部件82向高速挡切换位置H移动，第一光传感器109a的检测光113被受光部114接受，并且第二光传感器109b的检测光113被受光部114接受。由此，第一光传感器109a和第二光传感器109b两者都被切换为断开。

另外，如图22所示，在从高速挡向低速挡的切换中途(变速中途)的状态或从低速挡向高速挡的切换中途(变速中途)的状态下，第一光传感器109a的检测光113由第一检测片110a遮断，并且第二光传感器109b的检测光113由受光部114接受。由此，第一光传感器109a成为接通，第二光传感器109b成为断开。

在上述第一及第二实施方式中，检测装置108分别具有光传感器109a、109b和检测片110a、110b各两个，也可以具有各三个以上的多个。该情况下，可以正确地检测出变速机构17是从高速挡向低速挡或从低速挡向高速挡的切换中途的状态的情况。

(第三实施方式)

在第三实施方式中，如图23～图25所示，第一及第二光传感器109a、109b在轴心方向A邻接而排列。另外，在连动筒90的外周部只设置有一个检测片110。

据此，如图23所示，在选择了低速挡的情况下，可动切换部件82向低速挡切换位置L移动，第一光传感器109a的检测光113和第二光传感器109b的检测光113由检测片110遮断。由此，第一光传感器109a和第二光传感器109b两者都被切换为接通。

另外，如图24所示，在选择了高速挡的情况下，可动切换部件82向高速挡切换位置H移动，第一光传感器109a的检测光113被受光部114接受，并且第二光传感器109b的检测光113被受光部114接受。由此，第一光传感器109a和第二光传感器109b两者都被切换为断开。

另外，如图25所示，在从高速挡向低速挡的切换中途(变速中途)的状态或从低速挡向高速挡的切换中途(变速中途)的状态，第一光传感器109a的检测光113由检测片110遮断，第二光传感器109b的检测光113由受光部114接受。由此，第一光传感器109a成为接通，第二光传感器109b成为断开。

在上述第三实施方式中，检测装置108具有两个光传感器109a、109b，也可以具有三个以上的多个。该情况下，可以正确检测变速机构17从高速挡向低速挡或从低速挡向高速挡的切换中途的状态的情况。

在上述各实施方式中，变速机构17切换为低速挡的情况下，第一光传感器109a和第二光传感器109b切换为接通，但也可以切换为断开。另外，变速机构17切换为高速挡的情况下，第一光传感器109a和第二光传感器109b切换为断开，但也可以切换为接通。另外，变速机构17从高速挡向低速挡或从低速挡向高速挡的切换中途的状态的情况下，第一光传感器109a变为接通，第二光传感器109b变为断开，但也可以是第一光传感器109a成为断开，第二光传感器109b成为接通。

在上述各实施方式中，检测装置108使用光传感器109a、109b和检测片110、110a、110b，由此，可以在非接触下对检测片110、110a、110b进行检测。另外，也可以代替光传感器109a、109b，而使用接近开关等接触式的传感器。

在上述各实施方式中，变速机构17具备切换自如的高速挡和低速挡这两挡变速挡，但不限于两挡，也可以具备三挡以上的多个变速挡。

Claims (6)

1.一种驱动单元，设置于电动助力自行车，该电动助力自行车可利用由来自踏板的踏力产生的人力驱动力上加上由电动机产生的辅助驱动力而行驶，其特征在于，

具有：通过人力驱动力而旋转自如的曲轴、通过将人力驱动力和辅助驱动力合成的合成驱动力而旋转自如的合力传递体、设置于合力传递体的输出轮体、改变合力传递体的转速的变速机构，

曲轴和合力传递体同轴地设置，

变速机构具有齿轮比不同的多个可选择的变速挡，

并具备检测所选择的变速挡的检测装置。

2.如权利要求1所述的驱动单元，其特征在于，

检测装置在变速挡被切换时，可检测切换前的变速挡与切换后的变速挡之间的切换中途的状态，

当通过检测装置检测出变速挡的切换中途状态时，则控制电动机，以使辅助驱动力暂时下降。

3.如权利要求2所述的驱动单元，其特征在于，

检测装置具有向接通和断开切换自如的多个检测器，

基于被切换为接通或断开的检测器的个数，检测所选择的变速挡及变速挡的切换中途状态。

4.如权利要求2或3所述的驱动单元，其特征在于，

变速挡由可选择的低速挡和高速挡构成，

变速机构具有低速挡用变速齿轮、高速挡用变速齿轮、切换变速挡的变速挡切换机构，

低速挡用变速齿轮和高速挡用变速齿轮与电动机连动，

变速挡切换机构具有向低速挡切换位置和高速挡切换位置移动自如的可动切换部件，

选择了低速挡的情况下，可动切换部件向低速挡切换位置移动，合成驱动力经由低速挡用变速齿轮传递到合力传递体，合力传递体旋转，

选择了高速挡的情况下，可动切换部件向高速挡切换位置移动，合成驱动力经由高速挡用变速齿轮传递到合力传递体，合力传递体旋转。

5.如权利要求4所述的驱动单元，其特征在于，

检测装置检测可动切换部件的切换位置，由此来识别所选择的变速挡，

检测装置检测可动切换部件的低速挡切换位置和高速挡切换位置的中间位置，由此来识别是变速挡的切换中途状态。

6.一种电动助力自行车，具备上述权利要求1～5中任一项所述的驱动单元，其特征在于，

在后轮设置有后部轮体，

在输出轮体和后部轮体卷挂有环状的驱动力传递部件。