CN107406117A - 电动自行车 - Google Patents

Abstract

一种电动自行车，其具备：具有第一电动机(21A)和第二电动机(21B)的驱动单元(20)；具有旋转自如地支承行星齿轮(52)的行星齿轮架(54)、太阳齿轮(51)、内齿轮(55)的行星齿轮机构(50)。另外，对行星齿轮机构(50)中的行星齿轮架(54)、太阳齿轮(51)及内齿轮(55)中的任一方即第一零件传递合成了人力驱动力和来自第一电动机(21A)的辅助驱动力的合力。另外，对行星齿轮机构(50)中的行星齿轮架(54)、太阳齿轮(51)及内齿轮(55)的任一方且与第一零件不同的第二零件传递来自第二电动机(21B)的辅助驱动力。

Description

电动自行车

技术领域

本发明涉及可对来自踏板的踏力产生的人力驱动力追加由电动机产生的辅助驱动力而进行行驶的电动自行车，详细而言，涉及具有可连续地变更变速比的无级变速功能的电动自行车的变速装置。

背景技术

已知有如下电动自行车，具有从蓄电池等蓄电器进行供电的电动机，利用扭矩传感器检测对踏板施加的踏力构成的人力驱动力，并追加与人力驱动力对应的电动机的辅助驱动力(助力)，由此，即使上坡等，也能够轻松地行驶。

在该电动自行车中，作为具有可连续地变更变速比的无级变速功能的构造，例如提出有专利文献1、2等公开的构造。

在专利文献1中公开有如下的自行车变速器，其具有：相互接触而通过摩擦传递力的按压壳及摩擦壳；摩擦环；以锥轴为中心进行旋转且与摩擦壳及摩擦环接触的双锥；调整该双锥的位置的调整套筒。而且，通过从外部机械地旋转调整套筒来调整双锥的位置，从而机械地变更双锥与摩擦壳的接触点距锥轴的轴心的长度(接触部的旋转半径)、和双锥与摩擦环的接触点距锥轴的轴心的长度(接触部的旋转半径)，进行无级变速。

另外，在专利文献2中公开有如下的自行车变速系统，其具有两个电动机和两个行星齿轮机构，一边向一行星齿轮机构的第一零件(在实施方式中为行星齿轮的齿轮架)输入人力(来自踏板的踏力)，且分别利用电动机使各行星齿轮机构的第二零件(在实施方式中为行星齿轮的太阳齿轮)旋转，一边从各行星齿轮机构的第三零件(在实施方式中为行星齿轮的环状内齿轮)进行输出。

专利文献1：日本特开2013-249060号公报

专利文献2：日本专利第5631899号公报

但是，在专利文献1公开的自行车变速器为在动作时通过摩擦壳或摩擦环等的摩擦力传递力的构造，由于摩擦力产生大量热，并伴随大量的能量损耗，因此，力的传递效率差，电池的使用效率可能变低。另外，由于使用双锥变更变速比，据此，力的传递效率也差，电池的使用效率可能变低。

另外，专利文献2公开的自行车变速系统中，来自人力的向行星齿轮机构的输入部位(例如，作为第一零件的齿轮架)与将来自电动机的辅助驱动力输入的部位(例如，作为第二零件的太阳齿轮)不同，因此，可能不能增大力的输出范围。

发明内容

本发明提供一种力的传递效率良好，且可增大力的输出范围的电动自行车。

本发明的电动自行车具有带电动机的驱动单元，可对来自踏板的踏力产生的人力驱动力追加由电动机产生的辅助驱动力而进行行驶。另外，具备：曲轴，其传递来自踏板的人力驱动力；行星齿轮机构，其具有旋转自如地支承行星齿轮的行星齿轮架、太阳齿轮及内齿轮。另外，作为电动机，具有第一电动机和第二电动机，向行星齿轮机构中的行星齿轮架、太阳齿轮及内齿轮的任一方即第一零件传递合成了人力驱动力和来自第一电动机的辅助驱动力的合力。另外，向行星齿轮机构中的行星齿轮架、太阳齿轮及内齿轮的任一方且与第一零件不同的第二零件传递来自第二电动机的辅助驱动力。另外，通过调整第二电动机的转速，可使行星齿轮机构中的行星齿轮架、太阳齿轮及内齿轮的任一方且与第一零件及第二零件不同的第三零件无级地变速，进行旋转。

根据该构成，不是通过摩擦力传递力的构造，而是使用行星齿轮机构施加第一电动机和第二电动机的辅助驱动力的构成，因此，可良好地维持力的传递效率。另外，向行星齿轮机构的第一零件，不仅传递人力驱动力，而是传递合成了人力驱动力和来自第一电动机的辅助驱动力的合力，因此，与将人力驱动力变速后与辅助驱动力合成的构成及将辅助驱动力变速后与人力驱动力合成的构成的情况相比，能够扩大力的输出范围。

另外，本发明的特征在于，第二零件为内齿轮。通过该构成，使内齿轮以较大的转速旋转，由此，也能够一边施加第二电动机的辅助驱动力，一边变速成更大的转速并进行无级地输出。

另外，在这样地第二零件为内齿轮的情况下，优选设置阻止内齿轮向第二电动机的旋转驱动方向的相反方向进行旋转的逆旋转阻止机构。根据该构成，在未附加辅助驱动力时、及蓄电池的剩余量变少的情况等，即使不对第一电动机及第二电动机通电，也能够将与人力驱动力对应的力无阻碍地向后轮侧输出。即，例如在专利文献2等公开的构成的情况下，一边向行星齿轮机构的一个零件(在专利文献2的实施方式中为行星齿轮的齿轮架)输入人力，通过电动机(辅助驱动)使另一零件(在专利文献2的实施方式中为行星齿轮的太阳齿轮)旋转，一边从另一零件进行输出。因此，在专利文献2的构成中，如果不对双方电动机进行通电，则存在与电动机连接的零件(例如太阳齿轮)会空转，几乎不输出人力的不良情况，但根据本发明，不会产生这种不良情况。

另外，作为传递合成了人力驱动力和来自第一电动机的辅助驱动力的合力的第一零件，既可以使用太阳齿轮，也可以使用行星齿轮架。通过使用太阳齿轮作为第一零件，与使用行星齿轮架作为第一零件的情况相比，能够在较低的转速范围内输出合力。另外，通过使用行星齿轮架作为第一零件，能够在较高的转速范围内输出合力。

另外，优选第二电动机在行驶开始时不进行驱动，在行驶开始后可进行旋转。

另外，本发明优选将行星齿轮机构配设在驱动单元的内部，将驱动单元配设在前轮与后轮之间的中间位置，将行星齿轮机构的太阳齿轮及内齿轮与曲轴同轴心地配设。另外，优选以如下方式构成，通过使第二电动机更高速地旋转，与曲轴同轴心的驱动力输出轮体更高速地旋转。

另外，本发明的特征在于，经由行星齿轮机构将人力驱动力、来自第一电动机的辅助驱动力及来自第二电动机的辅助驱动力合成为输出用合力，该输出用合力经由与曲轴同轴心的驱动力输出轮体和架设于该驱动力输出轮体的环状驱动力传递体而向后轮进行传递。此外，作为环状驱动力传递体，既可以使用链条，也可以使用齿形带来代替链条。

附图说明

图1是本发明实施方式的电动自行车的整体侧面图；

图2是本发明实施方式的电动自行车的局部剖切侧面图；

图3是本发明实施方式的电动自行车的驱动单元的右侧面图；

图4是本发明第一实施方式的电动自行车的驱动单元的平面剖面图；

图5是本发明第一实施方式的电动自行车的驱动单元的主要部分放大平面剖面图；

图6是本发明第一实施方式的电动自行车的处于行驶开始时的状态的驱动单元中的从图5的6－6线向视的概略性的主要部分右侧面图；

图7是本发明第一实施方式的电动自行车的处于行驶中的状态的驱动单元中的从图5的6－6线向视的概略性的主要部分右侧面图；

图8是本发明第二实施方式的电动自行车的驱动单元的平面剖面图；

图9是本发明第二实施方式的电动自行车的驱动单元的主要部分放大平面剖面图；

图10是本发明第二实施方式的电动自行车的处于行驶开始时的状态的驱动单元中的从图9的10－10线向视的概略性的主要部分右侧面图；

图11是本发明第二实施方式的电动自行车的处于行驶中的状态的驱动单元中的从图9的10－10线向视的概略性的主要部分右侧面图。

标记说明

1：电动自行车

2：车架

2a：头管

2b：前叉

2c：主车架

2d：立管

2e：后下叉

2f：后上叉

3：前轮

4：后轮

5：车把

6：车座

7：曲柄

7a：曲轴

7b：曲柄臂

7c：锯齿部(花键部)

8：踏板

9：轮毂

11：旋转检测体

12：蓄电池

13：驱动链轮

14：后链轮

15：链条(环状驱动力传递体)

17：链条罩

18：变速级手边操作部

20：驱动单元

21A：第一电动机

21Aa、21Ba：旋转轴

21Ab、21Bb：转子部

21B：第二电动机

22：单元壳体

22a：电动机壳体

22b：左侧壳体

22c：右侧壳体

23：连动筒体

23a：锯齿部(花键部)

24A、24B：控制部

24Aa、24Ba：控制基板

25：行星齿轮机构

25A：第一减速机构

25B：第二减速机构

26、27、34A、34B、35A、56、57、76、77：轴承

28：人力传递体

28a、28b：锯齿部(花键部)

29：合力传递体

30：单向离合器(辅助驱动力切断用的单向离合器)

31：扭矩传感器(人力检测部)

31a：线圈

31b：磁致伸缩产生部

32A、32B、33A、33B：电动机轴承

36A、36B：低速用减速齿轮(减速用齿轮)

37A、37B：第一中间轴减速齿轮(减速用齿轮)

38A、38B：第二中间轴减速齿轮(减速用齿轮)

39B：锁止用齿部(减速用齿轮)

40A、40B：电动机轴减速齿轮(减速用齿轮)

44A、44B：中间轴

47、47A、47B：人力驱动力切断用的单向离合器

50：行星齿轮机构

51：太阳齿轮

52：行星齿轮

53：行星齿轮轴

54：行星齿轮架

55：内齿轮

60、61：单向离合器(逆旋转阻止机构)

70：行星齿轮机构

71：太阳齿轮

72：行星齿轮

73：行星齿轮轴

74：行星齿轮架

75：内齿轮

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明实施方式的电动自行车。此外，以下说明中的左右方向及前后方向是指朝向行进方向搭乘于该电动自行车1的状态下的方向。但是，本发明的构成不限定于以下叙述的构成。

(第一实施方式)

图1、图2表示本发明第一实施方式的电动自行车1。如图1、图2等所示，该电动自行车1具备由头管2a、前叉2b、主车架2c、立管2d、后下叉2e、后上叉2f等构成的金属制的车架2。另外，具备：旋转自如地安装在前叉2b的下端的前轮3、旋转自如地安装在后下叉2e的后端的后轮4、变更前轮3的方向的车把5、车座6、被施加由踏力构成的人力驱动力的曲柄7及踏板8。另外，具备驱动单元20，该驱动单元20设有：作为产生辅助驱动力(助力)的驱动源的电动的第一电动机21A、第二电动机21B(参照图4等)、及进行包含这些第一电动机21A、第二电动机21B在内的各种电气控制的控制部24A、24B(参照图4)等。另外，具备：电池12，其由向第一电动机21A、第二电动机21B供给驱动用的电力的二次电池构成；变速级手边操作部18，其安装于车把5等，搭乘人员等可操作且可任意设定后述的行星齿轮机构25的变速功能的速度。另外，具备手边设定部(未图示)，该手边设定部安装于车把5等，搭乘人员等可操作且设定该电动自行车1的电源的切换及行驶模式等。另外，具备：作为驱动力输出轮体的驱动链轮(也称为前链轮、曲柄链轮及前齿轮)13，其以与曲轴7a同轴心且一体旋转的方式安装，将合成了人力驱动力及辅助驱动力的合力输出；作为后部轮体的后链轮(有时也称为后齿轮)14，其安装于后轮4的轮毂(也称为后轮毂)9。还具备：作为环状驱动力传递体的链条15，其以可旋转的状态环状地卷绕在驱动链轮13和后链轮14上；链条罩17，其从侧方覆盖链条15等。如上述，在本发明实施方式的电动自行车1中，在驱动单元20内设有第一电动机21A及第二电动机21B、两个电动机。

此外，蓄电池12为蓄电器的一例，优选为二次电池，但作为蓄电器的另一例，也可以为电容器等。此外，曲柄7由分别设于左右的曲柄臂7b和将左右的曲柄臂7b彼此连结的曲轴7a构成，在曲柄臂7b的端部旋转自如地安装有踏板8。

如图1、图2所示，该电动自行车1中，驱动单元20配置在曲轴7a的大致后方等、前轮3与后轮4之间的中间位置(更详细而言，中间位置的下部)。而且，通过形成为这样的配置构成，重量较大的驱动单元20配置在电动自行车1的前后方向中央，因此，容易抬起前轮3或后轮4，即使在行驶路上存在台阶，也能够容易地越过等，电动自行车1的车体(车架2等)的操作性良好，另外，行驶稳定性也良好。

图3是驱动单元20的右侧面图，图4是驱动单元20的平面横向剖面图。

如图3、图4所示，驱动单元20利用由电动机壳体22a、左侧壳体22b、右侧壳体22c构成的单元壳体22构成外壳部等，曲轴7a左右贯通驱动单元20的中央部。另外，在曲轴7a的外周配设有：传递来自曲轴7a的人力驱动力的大致筒状的人力传递体28；传递来自人力传递体28的人力驱动力的连动筒体23；经由单向离合器(辅助驱动力切断用的单向离合器)30等传递来自连动筒体23的人力驱动力，而且将合成了人力驱动力和来自电动机21的辅助驱动力的合力向驱动链轮13进行传递的合力传递体29。

另外，在单元壳体22内的驱动单元20中的前后方向中央部的靠右的部位设有行星齿轮机构50，该行星齿轮机构50可一边对合成了人力驱动力和来自第一电动机21A的辅助驱动力的合力(第一合力)追加第二电动机21B的力，一边进行无级变速。另外，在驱动单元20中的靠后部的部位配设有第一减速机构25A，该第一减速机构25A具有多个作为减速用齿轮的低速用减速齿轮36A、第一中间轴减速齿轮37A、第二中间轴减速齿轮38A及电动机轴减速齿轮40A。如后述，该第一减速机构25A一边对第一电动机21A的辅助驱动力进行减速，一边将其向行星齿轮机构50的太阳齿轮51传递。另外，在单元壳体22内的驱动单元20中的靠前部的部位配设有第二减速机构25B，该第二减速机构25B具有：多个作为减速用齿轮的低速用减速齿轮36B、第一中间轴减速齿轮37B、第二中间轴减速齿轮38B、锁止用齿部39B及电动机轴减速齿轮40B。如后述，该第二减速机构25B一边对第二电动机21B的辅助驱动力进行减速，一边将其向行星齿轮机构50的内齿轮55传递。

在该实施方式中，通过行星齿轮机构50还赋予作为内装变速器(内装型的变速装置)的功能。另外，在单元壳体22内的后部左侧配设有第一电动机21A，在单元壳体22内的后部右侧配设有控制部24A，该控制部24A具有设有进行包含第一电动机21A的控制在内的各种电气控制的电子零件的控制基板24Aa及各种信息的存储部等。另外，在单元壳体22内的前部左侧配设有第二电动机21B，在单元壳体22内的前部右侧配设有控制部24B，该控制部24B具有设有进行包含第二电动机21B的控制在内的各种电气控制的电子零件的控制基板24Ba及各种信息的存储部等。此外，控制部24A、24B也可以不分成两个部位而集中配置在一处。

更详细地叙述驱动单元20，如图4、图5等所示，在曲轴7a左右贯通驱动单元20的中央部的状态下，利用轴承26、27旋转自如地配设，在该曲轴7a的靠左侧的部分的外周，经由锯齿部(或花键部)7c，在一体旋转的状态下嵌入有筒状的人力传递体28。此外，在人力传递体28的内周中的与曲轴7a的锯齿部(或花键部)7c对应的部位还形成锯齿部(或花键部)28b，与曲轴7a的锯齿部(或花键部)7c啮合。

在人力传递体28的外周表面形成有赋予了磁各向异性的磁致伸缩产生部31b。另外，在其外周经由一定的间隙(空间)配设有线圈31a，利用这些磁致伸缩产生部31b及线圈31a构成磁致伸缩式的扭矩传感器(人力检测部)31。由此，来自曲轴7a的人力驱动力向人力传递体28传递，并且利用扭矩传感器31检测人力驱动力。另外，该磁致伸缩式的扭矩传感器31中，磁致伸缩产生部31b形成为相对于人力传递体28的轴心方向构成例如+45度和－45度的螺旋形状，当向人力传递体28传递人力驱动力时，在人力传递体28表面的磁致伸缩产生部31b产生伸缩而产生透磁率的增加部分和减少部分。因此，构成为，通过测定线圈31a的电感差，可检测扭矩(人力驱动力)的大小。

连动筒体23在曲轴7a的外周中的与人力传递体28的右侧邻接的部位，以相对于曲轴7a旋转自如的状态配设，但通过形成于人力传递体28的右端部外周的锯齿部(或花键部)28a与形成于连动筒体23的左端部内周的锯齿部(或花键部)23a进行嵌合，而与人力传递体28一体旋转。此外，该实施方式中，在人力传递体28的锯齿部(或花键部)28a，从外侧嵌合有形成于连动筒体23的左端部内周的锯齿部(或花键部)23a。

另外，在该实施方式中，在连动筒体23及人力传递体28安装有用于检测旋转状态的旋转检测体11(旋转检测体11的安装部位既可以是连动筒体23及人力传递体28的任意部位，也可以直接安装于曲轴7a)。另外，以从左右隔开微小间隙夹持旋转检测体11的方式，将旋转检测器(未图示)固定于单元壳体22。在此，连动筒体23及人力传递体28与曲轴7a一体旋转，因此，构成为，通过检测连动筒体23及人力传递体28的旋转量及旋转方向，也能够检测曲轴7a及踏板8的旋转量及旋转方向。

另外，在连动筒体23的右侧部分的外周，经由单向离合器(辅助驱动力切断用的单向离合器)30配设有设于第一减速机构25A的低速用减速齿轮(减速用齿轮的一个)36A。而且，在蹬踏板8进行前进的情况下，传递至连动筒体23的人力驱动力向第一减速机构25A的低速用减速齿轮36A传递。

如图4所示，第一电动机21A利用电动机轴承32A、33A旋转自如地支承有其旋转轴21Aa及转子部21Ab。另外，第一电动机21A的旋转轴21Aa向右侧方突出，在该突出部的外周形成有后述的电动机轴减速齿轮40A。

如图4、图5所示，第一减速机构25A具有与曲轴7a平行地配设的中间轴44A、和作为减速用齿轮的低速用减速齿轮36A、第一中间轴减速齿轮37A、第二中间轴减速齿轮38A及电动机轴减速齿轮40A。而且，第一减速机构25A将通过曲轴7a传递的人力驱动力和从第一电动机21A传递的辅助驱动力合成。

第一减速机构25A的中间轴44A以在驱动单元20的靠后部的部位向左右延伸并与曲轴7a平行的姿势，在利用轴承34A、35A旋转自如地支承的状态下配设。在中间轴44A安装有人力驱动力切断用的单向离合器47A、大径的第一中间轴减速齿轮37A、小径的第二中间轴减速齿轮38A等。而且，在不切断人力驱动力切断用的单向离合器47A的情况下，第一中间轴减速齿轮37A及第二中间轴减速齿轮38A与中间轴44A一同一体旋转。

形成于第一电动机21A的旋转轴21Aa的电动机轴减速齿轮40A设为小径，与大径的第一中间轴减速齿轮37A啮合。由此，使第一电动机21A的旋转减速，来自第一电动机21A的辅助驱动力的扭矩被放大并向中间轴44A传递。小径的第二中间轴减速齿轮38A与旋转自如地配设于曲轴7a的外周的大径的低速用减速齿轮36A啮合。由此，从曲轴7a经由人力传递体28、连动筒体23、辅助驱动力切断用的单向离合器30传递的人力进一步向低速用减速齿轮36A传递，并与辅助驱动力合成。而且，在该实施方式中，将人力驱动力和第一电动机21A的辅助驱动力合成而成的合力向行星齿轮机构50的太阳齿轮51传递。

如图4所示，第二电动机21B利用电动机轴承32B、33B旋转自如地支承其旋转轴21Ba及转子部21Bb。另外，第二电动机21B的旋转轴21Ba向右侧方突出，在该突出部的外周形成有后述的电动机轴减速齿轮40B。

如图4、图5所示，第二减速机构25B具有与曲轴7a平行地配设的中间轴44B、和作为减速用齿轮的低速用减速齿轮36B、第一中间轴减速齿轮37B、第二中间轴减速齿轮38B、锁止用齿部39B及电动机轴减速齿轮40B。第二减速机构25B的中间轴44B以在驱动单元20的靠前侧的部位向左右延伸且与曲轴7a平行的姿势，在利用轴承34B、35B旋转自如地支承的状态下配设。在中间轴44B安装有人力驱动力切断用的单向离合器47B、大径的第一中间轴减速齿轮37B、小径的第二中间轴减速齿轮38B等。而且，在人力驱动力切断用的单向离合器47B未被切断的情况下，第一中间轴减速齿轮37B及第二中间轴减速齿轮38B与中间轴44B一同一体旋转。

形成于第二电动机21B的旋转轴21Ba的电动机轴减速齿轮40B设为小径，与大径的第一中间轴减速齿轮37B啮合。由此，使第二电动机21B的旋转减速，来自第二电动机21B的辅助驱动力的扭矩被放大并向中间轴44B传递。小径的第二中间轴减速齿轮38B从外侧与行星齿轮机构50的内齿轮55啮合。由此，来自第二电动机21B的辅助驱动力的扭矩在被放大的状态下向行星齿轮机构50的内齿轮55传递。

如图5、图6等所示，该实施方式的行星齿轮机构50一体形成于低速用减速齿轮36A中的右侧的小径部36bA的外周。而且，具备：经由轴承56旋转自如地配设于曲轴7a的外周的太阳齿轮(该实施方式中的第一零件)51、在利用小径齿部52a可公转及自转的状态下与太阳齿轮51的齿部51a啮合的多个(例如3个)行星齿轮52、分别旋转自如地支承该行星齿轮52的行星齿轮轴53、公转自如地支承这些行星齿轮轴53的行星齿轮架54。还具备内齿轮(该实施方式中的第二零件)55，该内齿轮55经由轴承57、58与曲轴7a同轴心且旋转自如地被支承，内齿55a从外周侧与行星齿轮52的大径齿部52b啮合。

另外，在该实施方式中，在内齿轮55的外周形成有外齿55b，该内齿轮55的外齿55b与第二减速机构25B的第二中间轴减速齿轮38B啮合。另外，在第二减速机构25B的中间轴44B还形成有锁止用齿部39B，阻止内齿轮55向太阳齿轮51的相反方向(图6中的逆时针方向)旋转的(即，阻止第二减速机构25B的中间轴44B向图6中的时针方向旋转)单向离合器(逆旋转阻止机构)60的爪部前端与该锁止用齿部39B卡脱自如。

另外，右侧的行星齿轮架54与合力传递体29一体形成，来自行星齿轮机构50的行星齿轮架54的输出向合力传递体29传递。即，该实施方式的行星齿轮机构50以如下方式构成，将人力驱动力和从第一电动机21A传递的辅助驱动力的合力(第一合力)从太阳齿轮51输入，将从第二电动机21B传递的辅助驱动力从内齿轮55输入，并将合成了它们的合力(第二合力)从行星齿轮架54输出。另外，通过来自第二电动机21B的辅助驱动力使内齿轮55向与太阳齿轮51的同方向进行旋转，由此，行星齿轮机构50的行星齿轮架(该实施方式中的第三零件)54的旋转速度增加。

在上述构成中，在该电动自行车1开始行驶时，根据作用于曲轴7a的扭矩使第一电动机21A旋转，向人力驱动力追加来自第一电动机21A的辅助驱动力，将人力驱动力和第一电动机21A的辅助驱动力合成而成的合力(第一合力)向行星齿轮机构50的太阳齿轮51传递。由此，如图6所示，右侧面观察，行星齿轮机构50的太阳齿轮51向a方向(顺时针旋转方向)旋转，行星齿轮52向b方向(逆时针旋转方向)旋转。

另一方面，在该电动自行车1开始行驶时，不驱动第二电动机21B。此时，行星齿轮52向b方向(逆时针旋转方向)旋转，因此，内齿轮55从行星齿轮52受到力，由此，要向逆时针旋转方向旋转。但是，在第二减速机构25B设有单向离合器(逆旋转阻止机构)60，因此，内齿轮55阻止向逆时针方向的旋转，内齿轮55被固定。由此，如图6所示，行星齿轮架54以较低的转速向c方向(顺时针旋转方向)旋转，人力驱动力和第一电动机21A合成而成的合力(第一合力)从低旋转的合力传递体29及驱动链轮13输出。

在这种构成中，在该电动自行车1行驶，曲轴7a的转速(节奏)变大的状态下，操作变速级手边操作部18并以向高速侧变速的方式指示时，驱动第二电动机21B。随之，如图7所示，第二中间轴减速齿轮38B向d方向(逆时针旋转方向)旋转。由此，内齿轮55向e方向(顺时针旋转方向)旋转，行星齿轮52还受到来自第二电动机21B的辅助驱动力，并且向b方向(逆时针旋转方向)高速地旋转。其结果，行星齿轮架54以较高的转速向c方向(顺时针旋转方向)旋转，向人力驱动力和第一电动机21A的辅助驱动力合成而成的合力(第一合力)进一步还合成第二电动机21B的辅助驱动力而成的合力(第二合力)被从高旋转的合力传递体29及驱动链轮13输出。另外，操作变速级手边操作部18，以向更高速侧变速的方式指示时，第二电动机21B以更高速旋转进行驱动，第二合力被从更高旋转的合力传递体29及驱动链轮13输出。

这样，通过增加第二电动机21B的转速，能够还施加第二电动机21B的辅助驱动力，并且从行星齿轮架54向更大的转速(高速)变速并无级地输出(进行高速行驶)。即，通过调整第二电动机21B的转速，能够从行星齿轮机构50中的作为第三零件的行星齿轮架54无级地变速并进行旋转而输出。另外，根据这种构成，不是通过摩擦力传递力的构造，而是使用行星齿轮机构50施加第一电动机21A和第二电动机21B的辅助驱动力的构成，因此，可良好地维持力的传递效率。

另外，还具有如下优点，通过增加第二电动机21B的转速，可非常精细、顺畅地调整作为输出部的合力传递体29及驱动链轮13的旋转。与之相对，在专利文献1公开的自行车变速器为从外部使调整套筒机械性地旋转而调整双锥的位置的构造，因此，必须设置机械性地传递位置调整用的零件的位置的零件。但是，在本发明的实施方式中，仅设置用于调整第二电动机21B的转速的电信号即可。

另外，向行星齿轮机构50的太阳齿轮51(在该实施方式中，行星齿轮机构50的第一零件)不是仅传递人力驱动力，而传递合成了人力驱动力和来自第一电动机21A的辅助驱动力的合力。因此，与对人力驱动力进行了变速后与辅助驱动力合成的构成及对辅助驱动力进行了变速后与人力驱动力合成的构成情况相比，能够扩大力的输出范围。

另外，根据上述构成，设置阻止内齿轮55向第二电动机21B的旋转驱动方向的相反方向进行旋转的单向离合器(逆旋转阻止机构)60，因此，在不附加辅助驱动力时及电池12的剩余量变少的情况下等，即使不对第一电动机21A及第二电动机21B通电，也可以将与人力驱动力对应的力无阻碍地向后轮4侧输出。

与之相对，专利文献2公开的自行车变速系统为如下的构成，一边向行星齿轮机构的一个零件(在实施方式中为行星齿轮的齿轮架)输入人力，利用电动机(辅助驱动)使另一零件(在实施方式中为行星齿轮的太阳齿轮)进行旋转，一边从另一零件进行输出。因此，若不对双方电动机通电，则与电动机连接的零件(例如太阳齿轮)会空转，几乎不输出人力。即，该专利文献2公开的自行车变速系统中，必须总是对双方电动机进行通电，因此，电池的使用效率可能变低，但在本实施方式中，能够将这种不良情况的产生抑制在最低限度。

在本实施方式中，叙述了传递将人力驱动力和来自第一电动机21A的辅助驱动力合成的合力的第一零件(行星齿轮机构50的第一零件)为太阳齿轮51的情况。但不限于此，传递将人力驱动力和来自第一电动机21A的辅助驱动力合成的合力的第一零件也可以为行星齿轮架74。

(第二实施方式)

图8～图11表示具有这种构成的本发明的第二实施方式。

如图8～图10所示，在该实施方式中还设有：与第一实施方式同样构成的第一电动机21A、第二电动机21B、第一减速机构25A、第二减速机构25B、单向离合器(逆旋转阻止机构)61等。但是，在该第二实施方式中，传递将人力驱动力和来自第一电动机21A的辅助驱动力合成的合力的、作为减速用齿轮的低速用减速齿轮36A中的右侧部分作为行星齿轮机构70的行星齿轮架74而一体形成。另外，在行星齿轮机构70的太阳齿轮71的右侧一体形成有合力传递体29。

即，如图9、图10等所示，该实施方式的行星齿轮机构70具备：经由轴承76旋转自如地配设在曲轴7a的外周的太阳齿轮71、以由小径齿部72a可公转及自转的状态与太阳齿轮71的齿部71a啮合的多个(例如3个)行星齿轮72。另外，具备：分别旋转自如地支承该行星齿轮72的行星齿轮轴73、公转自如地支承这些行星齿轮轴73的行星齿轮架(该实施方式中的第一零件)74。另外，具备内齿轮(该实施方式中的第二零件)75，该内齿轮75经由轴承77、78与曲轴7a同轴心且旋转自如地被支承，内齿75a从外周侧与行星齿轮72的大径齿部72b啮合。

另外，在该实施方式中，在内齿轮75的外周还形成有外齿75b，该内齿轮75的外齿75b与第二减速机构25B的第二中间轴减速齿轮38B啮合。另外，在第二减速机构25B的中间轴44B还形成有锁止用齿部39B，阻止内齿轮75向与行星齿轮架74的同方向(图10中的时针方向)旋转的(即，阻止第二减速机构25B的中间轴44B向图10中的逆时针方向旋转)单向离合器(逆旋转阻止机构)61的爪部前端与该锁止用齿部39B卡脱自如。

另外，如上述，传递将人力驱动力和来自第一电动机21A的辅助驱动力的合成的合力的、作为减速用齿轮的低速用减速齿轮36A中的右侧部分作为行星齿轮机构70的行星齿轮架74而一体形成。另外，在行星齿轮机构70的太阳齿轮71的右侧一体形成有合力传递体29，将来自行星齿轮机构70的太阳齿轮71的输出向合力传递体29传递。即，该实施方式的行星齿轮机构70从行星齿轮架(该实施方式中的第一零件)74输入人力驱动力和从第一电动机21A传递的辅助驱动力的合力(第一合力)。另外，将从第二电动机21B传递的辅助驱动力从内齿轮(该实施方式中的第二零件)75输入。而且，以将合成了它们的合力(第二合力)从太阳齿轮71输出的方式构成。另外，通过来自第二电动机21B的辅助驱动力，使内齿轮75向行星齿轮架74的相反方向旋转，由此，太阳齿轮(该实施方式中的第三零件)71的旋转速度增加。

在上述构成中，在该电动自行车1开始行驶时，根据作用于曲轴7a的扭矩使第一电动机21A旋转，将来自第一电动机21A的辅助驱动力追加于人力驱动力，将人力驱动力和第一电动机21A的辅助驱动力合成而成的合力(第一合力)向行星齿轮机构70的行星齿轮架74传递。由此，如图10所示，右侧面观察，行星齿轮机构70的行星齿轮架74向f方向(顺时针旋转方向)旋转。

另一方面，在该电动自行车1开始行驶时，不驱动第二电动机21B。另外，在第二减速机构25B设有单向离合器(逆旋转阻止机构)61，因此，内齿轮75向时针方向的旋转被阻止。由此，如图10所示，行星齿轮72以较低的转速向g方向(逆时针方向)旋转，另外，太阳齿轮71根据该旋转而以较低的转速向h方向(时针方向)旋转。而且，将人力驱动力和第一电动机21A合成而成的合力(第一合力)从低旋转的合力传递体29及驱动链轮13输出。

在这样的构成中，在该电动自行车1行驶且曲轴7a的转速(节奏)变大的状态下，操作变速级手边操作部18并以向高速侧变速的方式指示时，驱动第二电动机21B。随之，如图11所示，第二中间轴减速齿轮38B向i方向(顺时针旋转方向)旋转。由此，内齿轮55向j方向(逆时针旋转方向)旋转，行星齿轮72还受到来自第二电动机21B的辅助驱动力，同时向g方向(逆时针旋转方向)高速地旋转。其结果，太阳齿轮71以较高的转速向h方向(顺时针旋转方向)旋转，向将人力驱动力和第一电动机21A的辅助驱动力合成而成的合力(第一合力)进一步还合成第二电动机21B的辅助驱动力而成的合力(第二合力)被从高旋转的合力传递体29及驱动链轮13输出。另外，操作变速级手边操作部18，以向更高速侧变速的方式指示时，第二电动机21B以更高速旋转进行驱动，第二合力被从更高旋转的合力传递体29及驱动链轮13输出。

这样，通过增加第二电动机21B的转速，能够还施加第二电动机的辅助驱动力，同时向更大的转速(高转速)变速并无级地输出(进行高速行驶)。另外，根据这种构成，不是通过摩擦力传递力的构造，而是使用行星齿轮机构50施加第一电动机21A和第二电动机21B的辅助驱动力的构成，因此，可良好地维持力的传递效率。

另外，还具有如下优点，通过增加第二电动机21B的转速，能够非常精细、顺畅地调整作为输出部的合力传递体29及驱动链轮13的旋转。另外，向行星齿轮机构70的行星齿轮架74(该实施方式中，行星齿轮机构70的第一零件)不是仅传递人力驱动力，而传递将人力驱动力和来自第一电动机21A的辅助驱动力合成的合力。与将人力驱动力变速后与辅助驱动力合成的构成及将辅助驱动力变速后与人力驱动力合成的构成的情况相比，能够扩大力的输出范围。

另外，根据上述构成，设置阻止内齿轮55向第二电动机21B的旋转驱动方向的相反方向进行旋转的单向离合器(逆旋转阻止机构)60。因此，在不附加辅助驱动力时及蓄电池12的剩余量变少的情况下等，即使不对第一电动机21A及第二电动机21B通电，也可以将与人力驱动力对应的力无阻碍地向后轮4侧输出。

此外，在上述实施方式中，叙述了传递将人力驱动力和来自第一电动机21A的辅助驱动力合成的合力的行星齿轮机构50、70的第一零件为太阳齿轮51或行星齿轮架74的情况。但是，不限于此，也可以使用内齿轮作为传递将人力驱动力和来自第一电动机的辅助驱动力合成的合力的行星齿轮机构的第一零件。另外，在上述实施方式中，叙述了传递来自第二电动机21B的辅助驱动力的行星齿轮机构50、70的第二零件为内齿轮55、75的情况。但是，不限于此，也可以使用太阳齿轮或行星齿轮架作为传递来自第二电动机的辅助驱动力的行星齿轮机构的第二零件(但是，在该情况下，使用行星齿轮架(使用太阳齿轮作为第二零件的情况)或太阳齿轮(使用行星齿轮架作为第二零件的情况)作为第一零件)。另外，在上述实施方式中，叙述了输出来自行星齿轮机构50、70的输出合力的(无级变速地旋转)第三零件为行星齿轮机构50的行星齿轮架54或行星齿轮机构70的太阳齿轮71的情况。但是，不限于此，也可以使用内齿轮作为输出来自行星齿轮机构的输出合力的(无级变速地旋转)第三零件。此外，这样，在使用内齿轮作为第三零件的情况下，使用太阳齿轮及行星齿轮架作为第一零件及第二零件。

另外，在上述实施方式中，叙述了使用链条15作为环状驱动力传递体，将来自驱动链轮13的力经由链条15向后链轮14传递的情况。但是，不限于此，也可以如下构成，使用齿形带作为环状驱动力传递体，并将来自相当于驱动链轮的驱动齿轮的力经由齿形带向后齿轮进行传递。

产业上的可利用性

本发明可适用于可对来自踏板的踏力的人力驱动力追加由电动机产生的辅助驱动力而进行行驶的各种电动自行车。

Claims (11)

1.一种电动自行车，其具有带电动机的驱动单元，可对来自踏板的踏力产生的人力驱动力追加由所述电动机产生的辅助驱动力而进行行驶，其特征在于，

具备：曲轴，其传递来自所述踏板的人力驱动力；行星齿轮机构，其具有旋转自如地支承行星齿轮的行星齿轮架、太阳齿轮及内齿轮，

作为所述电动机，具有第一电动机和第二电动机，

向所述行星齿轮机构中的所述行星齿轮架、所述太阳齿轮及所述内齿轮的任一方即第一零件传递合成了人力驱动力和来自所述第一电动机的辅助驱动力的合力，

向所述行星齿轮机构中的所述行星齿轮架、所述太阳齿轮及所述内齿轮的任一方且与所述第一零件不同的第二零件传递来自所述第二电动机的辅助驱动力，

通过调整所述第二电动机的转速，可使所述行星齿轮机构中的所述行星齿轮架、所述太阳齿轮及所述内齿轮的任一方且与所述第一零件及所述第二零件不同的第三零件无级地变速而进行旋转。

2.如权利要求1所述的电动自行车，其特征在于，

所述第二零件为所述内齿轮。

3.如权利要求2所述的电动自行车，其特征在于，

具有逆旋转阻止机构，其阻止所述内齿轮向与所述第二电动机的旋转驱动方向相反的方向旋转。

4.如权利要求1～3中任一项所述的电动自行车，其特征在于，

所述第一零件为所述太阳齿轮。

5.如权利要求1～3中任一项所述的电动自行车，其特征在于，

所述第一零件为所述行星齿轮架。

6.如权利要求1～3中任一项所述的电动自行车，其特征在于，

所述第二电动机构成为，在行驶开始时不进行驱动，在行驶开始后可旋转。

7.如权利要求1～3中任一项所述的电动自行车，其特征在于，

所述行星齿轮机构配设在所述驱动单元的内部，

所述驱动单元配设在前轮与后轮之间的中间位置，

所述行星齿轮机构的所述太阳齿轮及所述内齿轮与所述曲轴同轴心地配设。

8.如权利要求1～3中任一项所述的电动自行车，其特征在于，

经由所述行星齿轮机构将人力驱动力、来自所述第一电动机的辅助驱动力及来自所述第二电动机的辅助驱动力合成为输出用合力，该输出用合力经由与所述曲轴同轴心的驱动力输出轮体和架设于所述驱动力输出轮体的环状驱动力传递体而向后轮传递。

9.如权利要求1～3中任一项所述的电动自行车，其特征在于，

通过使所述第二电动机更高速地旋转，与所述曲轴同轴心的驱动力输出轮体更高速地旋转。

10.如权利要求8所述的电动自行车，其特征在于，

作为所述环状驱动力传递体，使用链条。

11.如权利要求8所述的电动自行车，其特征在于，

作为所述环状驱动力传递体，使用齿形带。