CN113247167B - 自行车用驱动单元及具备该驱动单元的自行车用驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自行车用驱动单元及具备该驱动单元的自行车用驱动系统，其能够优选地用于通过电线操作自行车用部件的自行车。自行车用驱动单元包括：辅助自行车的推进的马达、和操作能够与自行车用部件连接的电线的电线操作装置。

Description

自行车用驱动单元及具备该驱动单元的自行车用驱动系统
分案申请
本申请是申请日为2017年12月19日，申请号为：201711371614.0，发明名称为：自行车用驱动单元及具备该驱动单元的自行车用驱动系统的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种自行车用驱动单元及具备该驱动单元的自行车用驱动系统。
背景技术
专利文献1中公开的自行车包括具备辅助马达的自行车用驱动单元及具备马达的自行车用部件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2015-209159号公报
作为专利文献1中公开的自行车，为了使自行车用部件作动，自行车用部件中需要具备马达。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自行车用驱动单元及具备该驱动单元的自行车用驱动系统，其可以优选地用于设有通过电线操作的自行车用部件的自行车。
(1)根据本发明的自行车用驱动单元的一种方式，其包括：马达，该马达辅助自行车的推进；和电线操作装置，该电线操作装置操作能够与自行车用部件连接的电线。
根据上述(1)，通过在设有通过电线操作的自行车用部件的自行车上设置自行车用驱动单元，不仅可以辅助自行车的推进，还能够使用电线操作装置来操作自行车用部件。
(2)在所述(1)所述的自行车用驱动单元中，所述电线操作装置包括能够与所述电线连结且能够通过旋转来操作电线的电线连结部。
根据上述(2)，电线连结部能够通过旋转来卷绕及送出电线。
(3)在所述(1)所述的自行车用驱动单元中，所述电线操作装置包括能够与所述电线连结且能够通过在规定方向上移动来操作电线的电线连结部。
根据上述(3)，能够通过在规定方向上移动来拉伸及送出电线。
(4)在所述(1)～(3)中任一项所述的自行车用驱动单元中，还包括壳体，该壳体收纳所述马达的至少一部分，所述电线操作装置设置于所述壳体。
根据上述(5)，电线操作装置被壳体支撑。
(5)在所述(4)所述的自行车用驱动单元中，所述电线操作装置的至少一部分收纳在所述壳体的内部。
根据上述(5)，抑制电线操作装置的收纳于壳体的内部的部分附着泥土等异物。
(6)根据本发明的自行车用驱动单元的一种方式，其包括：马达，该马达辅助自行车的推进；和安装部，该安装部能够安装电线操作装置，该电线操作装置操作能够与自行车用部件连接的电线。
根据上述(6)，能够在设有通过电线操作的自行车用部件的自行车上设置自行车用驱动单元，在安装部上安装电线操作装置。因此，不仅能够辅助自行车的推进，还能够使用电线操作装置来操作自行车用部件。另外，根据使用者的目的，在不需要电线操作装置时，能够在未安装电线操作装置的状态下使用自行车用驱动单元。另外，当需要电线操作装置时，能够在安装部上安装电线操作装置，来使用自行车用驱动单元。因此，可以提高便利性。
(7)在所述(6)所述的自行车用驱动单元中，包括多个所述安装部。
根据上述(7)，能够在自行车用驱动单元上安装多个电线操作装置。
(8)在所述(6)或(7)所述的自行车用驱动单元中，还包括壳体，该壳体收纳所述马达的至少一部分，所述安装部安装于所述壳体。
根据上述(8)，电线操作装置被壳体支撑。
(9)在所述(8)所述的自行车用驱动单元中，所述安装部设置在所述壳体内部及外部中的至少一者。
根据上述(9)，当安装部的至少一部分设置在壳体内部时，抑制电线操作装置的收纳于壳体的内部的部分附着泥土等异物。另外，当安装部的至少一部分设于壳体的外部时，能够抑制壳体的大型化。
(10)在所述(4)、(5)、(8)或(9)所述的自行车用驱动单元中，
还包括引导部，该引导部设置于所述壳体，引导所述电线。
根据上述(10)，由于利用引导部引导电线，因此能够使电线稳定地作动。
(11)在所述(10)所述的自行车用驱动单元中，包括多个所述引导部。
根据上述(11)，能够引导多根电线。
(12)在所述(10)或(11)所述的自行车用驱动单元中，所述引导部包括设置在所述壳体的槽。
根据上述(12)，能够通过将电线嵌入槽并进行引导，从而以简单的结构来引导电线。
(13)在所述(10)或(11)所述的自行车用驱动单元中，所述引导部包括可相对于所述壳体旋转的辊。
根据上述(13)，能够通过将电线卷挂在辊上并进行引导，从而使电线有效地作动。
(14)在所述(4)、(5)、(8)～(13)中任一项所述的自行车用驱动单元中，所述壳体包括能够安装于所述自行车的车架的车架连结部。
根据上述(14)，能够通过车架连结部将自行车用驱动单元安装在自行车车架上。另外，可以通过将自行车用驱动单元安装在自行车车架上，进而通过壳体将电线操作装置安装在自行车车架上。
(15)在所述(4)、(5)、(8)～(14)中任一项所述的自行车用驱动单元中，所述壳体支撑所述自行车的曲柄轴。
根据上述(15)，能够通过壳体支撑自行车的曲柄轴。
(16)在所述(15)所述的自行车用驱动单元中，在所述壳体设于所述自行车的状态下，所述电线操作装置的电线连结部在所述自行车的曲柄轴延伸方向上配置在偏移所述自行车的车架的中央的位置。
根据上述(16)，能够容易地将与自行车用部件连接的电线连接在电线操作装置上，其中，该自行车用部件在自行车曲柄轴的延伸方向上，在偏离自行车车架中央的位置处，具备电线安装部。
(17)在所述(1)～(16)中任一项所述的自行车用驱动单元中，还包括检测部，该检测部检测所述电线的移动。
根据上述(17)，由于能够检测电线的移动，因此能够使电线精确地移动。
(18)在所述(1)～(17)中任一项所述的自行车用驱动单元中，还包括控制部，该控制部控制所述电线操作装置。
根据上述(18)，能够通过控制装置使电线移动。
(19)在所述(18)所述的自行车用驱动单元中，所述控制部控制所述马达。
根据上述(19)，能够通过一个控制部来控制电线操作装置及马达。
(20)在所述(18)或(19)所述的自行车用驱动单元中，还包括通信部，该通信部能够与操作者可操作的操作装置及检测所述自行车的状态的传感器中的至少一者进行通信，所述控制部根据输入至所述通信部的信息来控制所述电线操作装置。
根据上述(20)，控制部能够根据操作装置的操作及自行车的状态中的至少一者来使电线操作装置作动。
(21)在所述(20)所述的自行车用驱动单元中，所述通信部能够通过无线与所述操作装置及所述传感器中的至少一者进行通信。
根据上述(21)，由于能够省略操作装置或传感器与驱动单元之间的接线，因此能够简化自行车的接线。
(22)在所述(18)～(21)中任一项所述的自行车用驱动单元中，还包括存储部，所述存储部存储与为使所述自行车用部件进行规定动作所需的所述电线的移动量相关的信息，所述控制部能够根据外部装置的操作来变更存储在所述存储部中的与所述电线移动量相关的信息。
根据上述(22)，即使变更通过电线操作装置操作的自行车用部件，或者变更与自行车用部件相关的自行车的零件，控制部也能够通过存储在存储部中的信息，恰当地控制电线移动量。
(23)在所述(18)～(22)中任一项所述的自行车用驱动单元中，所述控制部控制所述电线操作装置，以使所述电线在第一方向及与所述第一方向相反的第二方向中的一个方向上移动第一移动量后，使所述电线在所述第一方向及所述第二方向中的另一方向上移动小于所述第一移动量的第二移动量。
根据上述(23)，电线操作装置通过使电线移动第一移动量后，仅返回第二移动量，从而就能够使自行车用部件从第一状态分两个阶段过渡到第二状态。
(24)在所述(18)～(22)中任一项所述的自行车用驱动单元中，所述控制部控制所述电线操作装置，以使所述电线在第一方向及与所述第一方向相反的第二方向中的一个方向上移动第三移动量后，使所述电线在所述第一方向及所述第二方向中的另一个方向上移动第四移动量。
根据上述(24)，电线操作装置通过使电线移动第三移动量后，再移动第四移动量，从而能够使自行车用部件从第一状态分两个阶段过渡到第二状态。
(25)在所述(1)～(24)中任一项所述的自行车用驱动单元中，所述电线操作装置包括与所述马达不同的电动致动器，使所述电动致动器作动以操作所述电线。
根据上述(25)，能够通过用于操作电线的专用电动致动器来操作自行车用部件。
(26)在所述(1)～(24)中任一项所述的自行车用驱动单元中，所述电线操作装置使用输入至所述自行车曲柄的人力驱动力或所述马达的输出转矩来操作所述电线。
根据上述(26)，能够不使用用于操作电线的专用电动致动器而操作自行车用部件。
(27)根据本发明的自行车用驱动系统的一种方式，其包括：所述(1)～(26)中任一项所述的自行车用驱动单元；所述电线；及所述自行车用部件，所述自行车用部件包括变速器、车座杆组件、悬架及制动装置中的至少一个。
根据上述(27)，能够通过电线操作装置，使变速器、车座杆组件、悬架及制动装置中的至少一个工作。
(28)根据本发明的自行车用驱动单元的一种方式，其包括：马达，该马达辅助自行车的推进；和引导部，该引导部与能够和自行车用部件连接的电线接触，从而引导所述电线移动。
根据上述(28)，通过引导部引导电线，因此，可以使电线稳定地工作。
发明的效果
本自行车用驱动单元及具备该驱动单元的自行车用驱动系统能够优选地用于设有通过电线操作的自行车用部件的自行车。
附图说明
图1为包括第一实施方式的自行车用驱动系统的自行车的侧视图；
图2为表示图1的自行车用驱动系统的电气配置的框图；
图3为图1的自行车用驱动单元的侧视图；
图4为图1的自行车用驱动单元的平面图；
图5为放大图3的引导部附近的部分侧视图；
图6为第二实施方式的自行车用驱动单元的侧视图；
图7为第二实施方式的电线操作装置的侧视图；
图8为第一变形例的自行车用驱动单元的侧视图；
图9为第二变形例的自行车用驱动单元的平面图；
图10为第三变形例的自行车用驱动单元的平面图；
图11为第四变形例的自行车用驱动单元的引导部附近的部分侧视图；
图12为表示第五变形例的自行车用驱动系统的驱动力的传递路径的模式图；
图13为表示第六变形例的自行车用驱动系统的电气配置的框图；
图14为表示第七变形例的自行车用驱动系统的电气配置的框图；
图15为表示第八变形例的自行车用驱动系统的电气配置的框图。
具体实施方式
(第一实施方式)
参考图1～图5，对搭载有第一实施方式的自行车用驱动单元80及具备该驱动单元的自行车用驱动系统50的自行车10进行说明。
如图1所示，自行车10包括前轮12、后轮14、自行车主体16、驱动机构18及自行车用驱动系统50。自行车主体16包括车架20、与车架20连接的前叉22以及可以通过把立24A与前叉22可拆卸地连接的车把24。前叉22支撑于车架20，并与前轮12的车轴12A连接。
自行车10通过人力驱动力经由驱动机构18传递至后轮14而行驶。驱动机构18包括曲柄26、一对脚踏板28、前旋转体32、后旋转体34及链条36。
曲柄26包括曲柄轴38及一对曲柄臂40。曲柄轴38可旋转地支撑于与车架20连结的自行车用驱动单元80的壳体86。一对曲柄臂40分别安装在曲柄轴38的轴向的两端部。一对脚踏板28包括脚踏板主体28A及脚踏板轴28B。脚踏板轴28B分别与各曲柄臂40连结。脚踏板主体28A在可相对于脚踏板轴28B旋转的状态下分别支撑于各脚踏板轴28B。
前旋转体32经由自行车用驱动单元80的输出部30与曲柄轴38连结。优选地，前旋转体32与曲柄轴38同轴设置。后轮14包括轮毂(未图示)。后轮14的轮毂支撑于车架20的后端部。在一例中，前旋转体32包括前链轮，后旋转体34包括后链轮。链条36卷挂在前旋转体32和后旋转体34上。当曲柄26通过施加给脚踏板28的人力驱动力而向一个方向旋转时，通过前旋转体32、链条36及后旋转体34，后轮14也向一个方向旋转。在本实施方式中，后旋转体34包括齿数不同的多个后链轮。
如图2所示，自行车用驱动系统50包括自行车用驱动单元80、电线52及自行车用部件54。在一例中，自行车用驱动系统50还包括操作装置56、电池单元58、转矩传感器60及车速传感器62。
如图3所示，电线52为鲍登线64的内线。鲍登线64包括电线52及外线66。电线52形成为包括诸如金属及合成树脂中的至少一种。在一例中，电线52形成为包括多根线股。电线52配置在中空的外线66的内部空间，可相对于外线66移动。
如图1所示，自行车用部件54包括变速器68。变速器68能够变更后轮14的旋转速度相对于曲柄26的旋转速度的比率。变速器68包括后拨链器。后拨链器包括能够安装于车架20的基部、可相对基部移动的活动部、连结基部和活动部的连结部、及设于活动部并引导链条的链条引导部。链条引导部包括卷挂在链条上的导轮及张力轮。变速器68设于车架20的后端附近，在包含于后旋转体34的多个后链轮之间变更挂设链条36。图2所示的电线52的一端部与自行车用驱动单元80的电线操作装置84的电线连结部96结合。电线52的另一端部与变速器68结合。自行车用部件54具备电线安装部55，该电线安装部55安装有电线52的另一端部。
操作装置56安装在车把24上。操作装置56可由操作者来操作。操作装置56包括操作部70和通信部72。在一例中，操作部70为操作杆。通信部72能够通过无线与自行车用驱动单元80的通信部94(参见图2)可通信地连接。当操作操作部70时，操作装置56根据操作从通信部72输出升档信号或降档信号。
如图1所示，电池单元58具备电池74及电池座76，电池座76用于将电池74可拆卸地安装在车架20上。电池74包括一个或多个单电池。电池74包括充电电池。电池74通过有线与自行车用驱动系统50电连接。电池74向自行车用驱动单元80和自行车用部件54提供电力。
图2所示的转矩传感器60能够通过有线或无线与自行车用驱动单元80的通信部94通信。转矩传感器60输出与人力驱动力对应的信号。转矩传感器60检测施加给曲柄轴38的人力驱动力。转矩传感器60可以设置在曲柄轴38至前旋转体32之间，也可以设置于曲柄轴38或前旋转体32，还可以设置于曲柄臂40或脚踏板28。转矩传感器60可以使用诸如应变传感器、磁致伸缩传感器、光学传感器及压力传感器等来实现，只要该传感器输出与施加给曲柄臂40或脚踏板28的人力驱动力对应的信号，则可以采用任意传感器。
车速传感器62能够通过有线或无线与自行车用驱动单元80的通信部94通信。车速传感器62安装于图1所示的车架20。车速传感器62检测磁铁M的磁力，磁铁M安装于后轮14。车速传感器62向控制部92输出与磁铁M的相对位置对应的信号。车速传感器62优选地包括构成簧片开关的磁性体簧片或霍尔元件。车速传感器62也可以构成为安装于前叉22，并检测安装于前轮12的磁铁。
如图2及图3所示，自行车用驱动单元80包括马达82和电线操作装置84。在一例中，自行车用驱动单元80还包括输出部30、驱动电路83、壳体86、保持部88、引导部90、控制部92、存储部93、通信部94及检测部95。优选地，自行车用驱动单元80还包括曲柄轴38。
壳体86收纳马达82的至少一部分。壳体86可以构成为仅收纳马达82的输出轴的一部分，也可以构成为收纳马达82的整体。优选地，壳体86收纳马达82、驱动电路83、电线操作装置84、控制部92、存储部93及检测部95。优选地，通信部94的至少一部分收纳于壳体86。
如图3所示，壳体86包括车架连结部86A，车架连结部86A能够安装于自行车10的车架20(图1参照)。优选地，设有多个车架连结部86A。车架连结部86A设置在壳体86的外周部。车架连结部86A包括用于插入螺栓(未图示)的孔86B。壳体86还包括用于插入曲柄轴38的孔86C。壳体86支撑自行车10的曲柄轴38。壳体86经由轴承(未图示)支撑曲柄轴38。
图2所示的马达82辅助自行车10的推进。马达82包括电动马达。马达82将马达82的输出转矩传递给输出部30。驱动电路83包括逆变电路，基于控制部92的指令，控制提供给马达82的电流。马达82和输出部30之间的动力传递路径上设置有第一单向离合器(未图示)，以使曲柄轴38向自行车10前进的方向旋转时，马达82不会因曲柄26的转矩而旋转。自行车用驱动单元80还可以包括减速器，该减速器将马达82的旋转减速并输出给输出部30。自行车用驱动单元80还可以包括配置在曲柄轴38和输出部30之间的动力传递路径上的第二单向离合器(未图示)，以使曲柄轴38向自行车10前进的方向旋转时，曲柄26的转矩传递给输出部30，当使曲柄轴38在向与自行车10前进方向相反的方向旋转时，曲柄26的转矩不会传递给输出部30。
图3所示的电线操作装置84操作可与自行车用部件54连接的电线52。电线操作装置84还包括电线连结部96及电动致动器98。电线操作装置84设置于壳体86。电线操作装置84的至少一部分收纳在壳体86的内部。在一例中，电线操作装置84整体收纳在壳体86的内部。
如图4所示，在壳体86设置于自行车10的状态下，电线操作装置84的电线连结部96在自行车10的曲柄轴38的延伸方向上配置在偏离自行车10的车架20的中央C的位置。自行车10的车架20的中央C与曲柄轴38的轴方向的中央相同。当在经过自行车10的车架20的中央C并与曲柄轴38的延伸方向垂直的第一平面的一侧配置有自行车用部件54的电线安装部55时，优选地，电线操作装置84的电线连结部96也配置在第一平面的一侧。例如，当自行车用部件54的电线安装部55配置在朝向自行车10的前进方向上从自行车10的车架20的中央C向右侧偏移的位置时，电线操作装置84配置在朝向自行车10的前进方向上从自行车10的车架20的中央C向右侧偏移的位置。电线操作装置84也可以配置在包括自行车10的车架20的中央C的位置。
在驱动单元80安装在自行车10的状态下，电线操作装置84、保持部88及引导部90也可以配置在自行车10的前进方向的前端部、后端部、中间部中的任意一处。在驱动单元80安装在自行车10的状态下，电线操作装置84也可以配置在驱动单元80的上端部、下端部中的任意一处。
在壳体86设置在自行车10的状态下，优选地，保持部88配置在自行车10的曲柄轴38的延伸方向上偏离自行车10的车架20的中央C的位置。
图3所示的电线连结部96能够与电线52连结，能够通过旋转来操作电线52。电线连结部96包括筒形的圆柱部96A及卡合部(未图示)，该卡合部(未图示)设置在绕着圆柱部96A的轴线X1的外周部96B，用于挂住电线52的端部。圆柱部96A的外周部96B形成有槽，该槽在圆周方向延伸，且配置有电线52的端部。圆柱部96A也可以不是完全的圆筒形，而是诸如剖面为半圆形的筒形。电线连结部96可旋转地支撑于壳体86。在电线连结部96连结有电动致动器98。
电动致动器98与马达82不同。电动致动器98支撑于壳体86中的收纳电线操作装置84的第一部分87。在一例中，电动致动器98包括电动马达。电动致动器98向电线连结部96传递转矩。电动致动器98可以直接向电线连结部96传递转矩，也可以电线操作装置84还包括减速器，并经由减速器(未图示)向电线连结部96传递转矩。在一例中，减速器包括蜗轮及行星齿轮机构中的至少一者。电线操作装置84还可以包括离合器机构，该离合器机构向电线连结部96传递电动致动器98的转矩，抑制或阻止电线连结部96的转矩向电动致动器98传递。电动致动器98能够使圆柱部96A向绕着轴线X1的两个方向旋转。通过使圆柱部96A绕着轴线X1旋转，由此操作电线52。能够通过向电动致动器98提供电力来调整圆柱部96A的旋转相位。
如图5所示，保持部88设置于壳体86。保持部88构成为能够保持外线66的端部。在一例中，保持部88具有通孔88A。通孔88A包括第一孔88B和第二孔88C，该第一孔88B可插入外线66，该第二孔88C与第一孔88B连接，小于外线66的直径且大于电线52的直径。在外线66被保持部88保持的状态下，电线52插入并贯穿第二孔88C。也可以在保持部88上形成与第一孔88B连接的狭缝，以将外线66从与通孔88A的延伸方向垂直的方向上插入第一孔88B。
引导部90设置于壳体86，引导电线52。引导部90设置在电线操作装置84和自行车用部件54之间的电线52的路径上。在本实施方式中，引导部90设置在电线操作装置84和保持部88之间。引导部90与电线52接触，引导电线52的移动。引导部90包括槽90A，槽90A设置于壳体86。优选地，槽90A弯曲，以能够通过将电线52嵌入槽90A来改变电线52的延伸方向。优选地，槽90A的弯曲部分由弯曲面形成。引导部90优选地设置在改变电线52的延伸方向的位置处。
图2所示的控制部92包括运算处理装置，用于执行预先设定的控制程序。运算处理装置包括诸如CPU(Central Processing Unit)或MPU(Micro Processing Unit)。控制部92也可以包括一个或多个微型计算机。控制部92控制电线操作装置84。控制部92根据输入至通信部94的信息来控制电线操作装置84。控制部92控制马达82。控制部92根据转矩传感器60及车速传感器62的输出来控制马达82。
存储部93包括诸如非易失性存储器及易失性存储器。存储部93中存储有各种控制程序及用于各种控制处理的信息。存储部93存储与使自行车用部件54进行规定动作所需的电线52的移动量相关的信息。控制部92能够根据外部装置P的操作来变更与存储在存储部93中的电线52的移动量相关的信息。在本实施方式中，电线52的移动量根据相邻的后链轮的间隔来设定。外部装置P包括诸如个人电脑、平板电脑PC及智能手机。外部装置P能够通过有线或无线经由通信部94与控制部92通信，并变更存储部93的内容。
通信部94能够与操作装置56进行通信。通信部94能够通过无线与操作装置56通信。通信部94接收操作装置56的通信部72所输出的升档信号及降档信号。
检测部95检测电线52的移动。检测部95包括诸如旋转编码器。在该情况下，检测部95将与电线连结部96、电动致动器98或减速器中包括的齿轮的旋转角度相对应的信号输出给控制部92。控制部92通过检测部95的输出能够掌握电线52的移动量。控制部92根据检测部95的输出来判断电线52的移动是否正常。具体而言，控制部92根据检测部95的输出来计算电线52的移动量、移动时间及施加给电线52的负荷中的至少一项，并与预先存储在存储部93中的信息比较，由此判断电线52的移动是否正常。控制部92根据存储在存储部93中且与电线52的移动量相关的信息来控制电动致动器98之后，当由检测部95检测到的电线52的实际移动量与基于存储在存储部93中的信息的电线52的移动量不一致时，变更与存储在存储部93中的电线52的移动量相关的信息，以使电线52的实际移动量与基于存储在存储部93中的信息的电线52的移动量一致。
电线操作装置84使电动致动器98作动以操作电线52。具体而言，电线连结部96通过电动致动器98的作动而旋转。电线52根据电线连结部96的旋转方向而卷绕在电线连结部96上或从电线连结部96抽出。作为变速器68，活动部根据电线52的移动方向及移动量而相对于车架20作动，将链条36从一个后链轮挂设到直径更大或更小的后链轮上。
控制部92控制电线操作装置84，以使电线52在第一方向及与第一方向相反的第二方向中的一个方向上移动第一移动量之后，使电线52在第一方向及第二方向中的另一方向上移动比第一移动量小的第二移动量。拨链器的链条引导部在与各链轮对应的位置被电线操作装置84操作，但相对于各链轮，存在驱动时的最佳链条引导部位置(下面，称为“第一位置”)与变速时的最佳链条引导部位置(下面，称为“第二位置”)不同的情况。在相邻两个链轮中，第一移动量大于使链条引导部从与一个链轮对应的第一位置移动至与另一个链轮对应的第一位置时的电线移动量。在相邻的三个链轮中，第一移动量小于使链条引导部从与齿数最少的链轮对应的第一位置移动至与齿数最多的链轮对应的第一位置时的电线52的移动量。特别是将链条36从齿数较少的链轮向相邻的齿数较多的链轮挂设时，与齿数较多的链轮对应的第一位置相比，存在与齿数较多的链轮对应的第二位置距齿数较少的链轮更远的情况。因此，将链条36从齿数较少的链轮向齿数较多的链轮挂设时，优选地使链条引导部通过与齿数较多的链轮对应的第一位置，并移动至与齿数较多的链轮对应的第二位置。优选地，在相邻的两个链轮中，第一移动量设定为使链条引导部从与一个链轮对应的第一位置移动至与另一个链轮对应的第二位置时的电线52的移动量。优选地，第二移动量设定为使链条引导部从与一个链轮对应的第二位置移动至第一位置时的电线的移动量。
第一方向和第二方向也可以在升档时及降档时进行交换。控制部92也可以仅在接收到升档信号或降档信号之后，将链条36从齿数较少的链轮向齿数较多的链轮挂设时，使电线52在第一方向及第二方向中的一个方向上移动第一移动量，然后，使电线52在第一方向及第二方向中的另一方向上移动第二移动量。在该情况下，在将链条36从齿数较多的链轮向齿数较少的链轮挂设时，控制部92使电线52在第一方向及第二方向中的另一方向上移动第一移动量。
(第二实施方式)
下面，参考图6及图7对第二实施方式的自行车用驱动系统50进行说明。在第二实施方式的自行车用驱动系统50中，除了自行车用驱动单元100和电线操作装置110分别设置以外，与第一实施方式的自行车用驱动系统50相同，因此，对与第一实施方式相同的结构附加与第一实施方式相同的符号，故不予赘述。
如图6所示，自行车用驱动单元100包括马达82、和能够安装电线操作装置110的安装部102。安装部102设置于壳体86。安装部102设置在壳体86的外周部。优选地，安装部102在自行车10的曲柄轴38的延伸方向上配置在偏离自行车10的车架20的中央C的位置。优选地，作为安装部102，在经过自行车10的车架20的中央C并与曲柄轴38垂直的第一平面的一侧配置有自行车用部件54的电线安装部55时，优选地，电线操作装置84的安装部102也配置在第一平面的一侧。例如，当自行车用部件54的电线安装部55配置在朝向自行车10的前进方向上从自行车10的车架20的中央C而向右侧偏移的位置时，安装部102配置在朝向自行车10的前进方向上从自行车10的车架20的中央C向右侧偏移的位置。安装部102也可以配置在包括自行车10的车架20的中央C的位置。在一例中，安装部102包括可插入螺栓B的孔102A。优选地，在形成孔102A的内周面上形成有螺纹。优选地，孔102A彼此隔开间隔地设有多个。
如图7所示，电线操作装置110包括电线连结部96、电动致动器98及支撑部112。电线操作装置110可以还包括减速器及检测部95。电线操作装置110可拆卸于壳体86。电线操作装置110还包括第二连接器，该第二连接器与第一连接器可拆卸，第一连接器与控制部92连接。第二连接器经由导线与电动致动器电连接。第一连接器经由导线与控制部92电连接。第一连接器可以设置在壳体86的内部空间，也可以露出于壳体86的外部。支撑部112支撑电线连结部96及电动致动器98。当电线操作装置110包括减速器及检测部95时，支撑部112也支撑减速器及检测部95。支撑部112包括外壳，在安装于驱动单元100的状态下，该外壳以电线连结部96及电动致动器98不会露出于外部的方式进行覆盖。优选地，即使支撑部112的外壳在从驱动单元100卸下的状态下，仍以电线连结部96及电动致动器98不会露出于外部的方式进行覆盖。在支撑部112的外壳形成有用于电线52插入并贯通的孔(未图示)。支撑部112包括安装部112A。安装部112A构成为可通过螺栓B安装于自行车用驱动单元100的安装部102。安装部112A包括用于螺栓B插入并贯通的孔112B。优选地，孔112B彼此隔开间隔地设置在支撑部112的外周部。电线操作装置110也可以在安装于安装部102的状态下被固定在安装部102。利用焊接或粘结剂进行粘结是固定方法的一例。
(变形例)
关于上述各实施方式的说明是根据本发明的自行车用驱动系统及自行车用驱动单元可采取的方式的例示，并非意图限制其方式。作为根据本发明的自行车用驱动系统及自行车用驱动单元，例如，可以采取以下所示的各实施方式的变形例及互不矛盾的至少两个变形例组合而成的方式。
·如图8所示，也可以将第一实施方式的电线操作装置84设置在壳体86的外部。另外，在该变形例中，还可以设置覆盖电线操作装置110的盖体85。
·在第一实施方式的自行车用驱动单元80也可以设置有多个电线操作装置84。
·在第一实施方式的自行车用驱动单元80上还可以设置第二实施方式的安装部102，并安装电线操作装置110。在该情况下，电线操作装置84、110可以操作不同种类的自行车用部件。
·也可以如图9所示那样对第二实施方式的自行车用驱动单元100进行变更。图9的自行车用驱动单元100的安装部102设置在壳体86的内部。电线操作装置110收纳在壳体86的内部空间。壳体86设有用于将电线52取出至壳体86的外部的孔86D。引导部90也可以设置在壳体86的内部空间。
·也可以如图10所示那样对第二实施方式的自行车用驱动单元100进行变更。图10的自行车用驱动单元100包括多个安装部102。多个安装部102可以分别设置在自行车用驱动单元100的壳体86的不同面上，也可以设置在同一面上。另外，也可以将至少一个安装部102设置在壳体86的内部，将至少一个安装部102设置在壳体86的外周部。各安装部102上设有电线操作装置110，该电线操作装置110操作与不同的自行车部件连接的电线52。
·在各实施方式中，引导部90和壳体86也可以分别形成。例如，包括槽90A的引导部90通过螺栓等设置于壳体86。当引导部90和壳体86分别形成时，引导部90也可以可拆卸地设置于壳体86。
·自行车用驱动单元80、100可以包括多个引导部90。在该情况下，优选地，在自行车用驱动单元80、100安装于车架的状态下，在壳体8设置于自行车10的状态下，设置在与自行车用部件54最近的位置处的引导部90在自行车10的曲柄轴38的延伸方向上，配置在偏离自行车10的车架20的中央C的位置。
·自行车用驱动单元80、100可以包括多个保持部88。在该情况下，在壳体86设置于自行车10的状态下，优选地，多个保持部88在自行车10的曲柄轴38的延伸方向上分别配置在偏离自行车10的车架20的中央C的位置。优选地，多个保持部88以第一孔88B的延伸方向彼此不同的方式设置于壳体86。
·可以从自行车用驱动单元80、100中省略保持部88及引导部90中的至少一者。在未设置有保持部88的情况下，当设置有引导部90时，在壳体86设置于自行车10的状态下，优选地，引导部90在自行车10的曲柄轴38的延伸方向上，配置在偏离自行车10的车架20的中央C的位置。
·可以将自行车用驱动单元80、100的引导部90变更为图11所示的引导部120。引导部120包括可相对于壳体86旋转的辊120A。辊120A可以可拆卸地设置于壳体86，也可以设置为不能与壳体86分离。辊120A绕中心轴线X2旋转。辊120A的外周部120C上形成有槽120D，该槽120D在圆周方向上延伸，并可将电线52插入。电线52卷绕在辊120A上，能够变换延伸方向。引导部90也可以包括槽90A及辊120A这两者。
·自行车用驱动单元80、100的通信部94可以通过有线与操作装置56的通信部72连接。自行车用驱动单元80、100的通信部94和操作装置56的通信部72通过诸如电力通信线连接，并进行PLC(Power Line Communication)通信。在该情况下，通信部94及通信部72用作PLC的端口。
·自行车用驱动单元80、100的通信部94能够与检测自行车10的状态的传感器进行通信。在一例中，检测自行车10的状态的传感器为转矩传感器60或车速传感器62。在该情况下，控制部92也可以根据检测自行车10的状态的传感器的输出来控制电线操作装置84。
·电线操作装置84、110可以具备驱动单元80的控制部92以及与存储部93分别设置的控制部及存储部。在该情况下，优选地，与电线操作装置84、110的作动相关的信息存储在电线操作装置84、110的存储部中。优选地，通过电线操作装置84、110的控制部进行与电线操作装置84、110的作动相关的控制。在该情况下，电线操作装置84、110的控制部也可以构成为能够与驱动单元80的控制部92通信。
·在自行车用驱动单元80、100中，控制部92也可以控制电线操作装置84，以使电线52在第一方向及与第一方向相反的第二方向中的一个方向上移动第三移动量之后，使电线52在第一方向及第二方向中的一个方向上移动第四移动量。在相邻的两个链轮上，第三移动量小于使链条引导部从与一个链轮对应的第一位置移动至与另一个链轮对应的第一位置时电线52的移动量。第四移动量小于第三移动量。特别是当使链条36从齿数较多的链轮向相邻的齿数较少的链轮挂设时，相比与齿数较少的链轮对应的第一位置，与齿数较少的链轮对应的第二位置距齿数较多的链轮更近。因此，当将链条36从齿数较多的链轮向齿数较少的链轮挂设时，优选地，在链条引导部到达和齿数较少的链轮对应的第一位置之前，使其移动至与齿数较少的链轮对应的第二位置。在相邻的两个链轮上，优选地，第三移动量设定为使链条引导部从与一个链轮对应的第一位置移动至与另一个链轮对应的第二位置时电线52的移动量。优选地，第四移动量设定为使链条引导部从与一个链轮对应的第二位置移动至第一位置时电线52的移动量。
控制部92也可以对该变形例的电线操作装置84的控制及第一实施方式的电线操作装置84的控制进行切换。控制部92也可以根据变速比的增速及减速对该变形例的电线操作装置84的控制及第一实施方式的电线操作装置84的控制进行切换。
·在各实施方式中，控制部92可以采用如下构成，即，当接收升档信号或降档信号时，每次接收到升档信号或降档信号时，则操作电线，使其在第一方向或第二方向上移动第一移动量。此时，优选地，控制部92防止电线52在第一方向及第二方向这两个方向上移动或电线52在中途停止移动。
·电线操作装置84、110也可以包括电线连结部96，该电线连结部96能够与电线52连结，能够通过在规定方向上移动来操作电线52。在该情况下，电线操作装置84、110包括滚珠丝杠机构或齿轮齿条机构，可以根据电动致动器98的动作使电线连结部96在规定方向上移动。另外，作为电线操作装置84、110，电动致动器98也可以包括线形致动器。
·也可以如图12所示那样将自行车用驱动单元80、100的电线操作装置84、110变更为电线操作装置130。图12的电线操作装置130使用输入至自行车10的曲柄26的人力驱动力来操作电线52。电线操作装置130包括电线连结部96及离合器132。离合器132设置在曲柄26和电线连结部96之间。离合器132能够切换输入至曲柄26的人力驱动力被传递至电线连结部96的第一状态及未传递的第二状态。电线操作装置130通过控制离合器132来操作电线52。离合器132被电动致动器133控制。控制部92根据操作部70的操作来控制电动致动器133，从而切换离合器132的连接状态。在曲柄轴38正旋转时，离合器132向电线连结部96传递旋转力，当曲柄轴38逆旋转时，离合器132不向电线连结部96传递旋转力。电线连结部96包括定位机构。定位机构能够将电线连结部96的圆柱部96A保持在多个旋转位置。定位机构包括诸如爪、棘齿及弹簧。电动致动器133能够控制定位机构的爪，在曲柄轴38的旋转未传递至电线连结部96的状态下，通过弹簧使电线连结部96旋转，从而操作电线。电线操作装置130也可以使用马达82的输出转矩来操作电线52。当使用比输出部30更下游的力操作电线操作装置130时，电线操作装置130通过输入至曲柄26的人力驱动力及马达82的输出转矩的合力来操作电线52。
·在各实施方式中，自行车用部件54的变速器68可以包括前拨链器来代替后拨链器，或包括后拨链器及前拨链器。当变速器68包括前拨链器时，前旋转体32包括多个前链轮。当变速器68不包括后拨链器时，后旋转体34包括一个后链轮。当变速器68包括后拨链器及前拨链器时，自行车用驱动单元80、100可以仅包括一个电线操作装置84、110，并仅操作后拨链器及前拨链器中的一个，也可以包括两个电线操作装置84、110，并操作后拨链器及前拨链器这两者。
·在各实施方式中，自行车用部件54的变速器68可以包括连结部以代替后拨链器，该连结部与内装变速器连结。在一例中，内装变速器设置于后轮14的车轴。在连结部连接有电线52的端部。通过连结部旋转，由此，内装变速器所包括的动力传输路径切换，后轮14的旋转速度相对于曲柄轴38的旋转速度的比率变更。当自行车用部件54包括内装变速器时，前旋转体32包括前带轮，后旋转体34也可以采用包括后带轮的结构，该后带轮通过传送带与前旋转体32连结。当自行车用部件54包括内装变速器时，前旋转体32包括前锥齿轮，后旋转体34也可以采用包括后锥齿轮的结构，该后锥齿轮通过驱动轴与前旋转体32连结。
·在各实施方式中，自行车用部件54的变速器68可以采用包括后拨链器、前拨链器及内装变速器中的至少两者的结构。当包括后拨链器及内装变速器时，内装变速器可以设置于后轮14的车轴，也可以设置于驱动单元80。当控制部92控制内装变速器时，优选地，控制部92采用如下结构，即，当接收到升档信号或降档信号时，每次接收到升档信号或降档信号，则操作电线52，使其在第一方向或第二方向上移动第一移动量。此时，优选地，控制部92防止使电线52在第一方向和第二方向这两个方向上移动或电线52在中途停止移动。
·在各实施方式中，如图13所示，自行车用部件54可以包括车座杆组件140以代替变速器68。电线52的端部与车座杆组件140连接。车座杆组件140能够通过利用电线操作装置84、110操作电线52来变更车座杆的高度。当操作操作部70时，操作装置56从通信部72输出用于变更车座杆位置的第一信号。当解除操作部70的操作时，操作装置56停止第一信号的输出，或从通信部72输出用于停止变更车座杆位置的第二信号。控制部92若接收到第一信号，则控制电线操作装置84、110操作电线，以使其在第一方向及第二方向的一个方向上移动第一移动量。此时，优选地，控制部92防止电线52在第一方向及第二方向这两个方向上移动或电线52在中途停止移动。控制部92若停止接收第一信号，或接收到第二信号，则控制电线操作装置84、110操作电线，以使其在第一方向及第二方向中的另一方向上移动第一移动量。在该情况下，优选地，控制部92防止使电线52在第一方向及第二方向这两个方向上移动或电线52在中途停止移动。
·在各实施方式中，如图14所示，自行车用部件54可以包括悬架142以代替变速器68。电线52的端部与悬架142的连接部连接。悬架142包括前悬架及后悬架中的至少一者，该前悬架设于前叉22并将施加于前轮12的冲击衰减，该后悬架设于车架20并将施加于后轮14的冲击衰减。悬架142构成为能够切换诸如悬架142的功能被限制的第一状态及悬架142的功能的限制被解除的第二状态。操作装置56根据操作部70的操作，从通信部72输出第一信号或第二信号，该第一信号用于将悬架142设定为第一状态，该第二信号用于将悬架142设定为第二状态。控制部92若接收到第一信号，则控制电线操作装置84、110操作电线52，使其在第一方向及第二方向中的一个方向上移动第一移动量。此时，优选地，控制部92使电线52在第一方向及第二方向这两个方向上移动或电线52在中途停止移动。控制部92若停止结束第一信号，或接收到第二信号，则控制电线操作装置84、110操作电线，使其在第一方向及第二方向中的另一方向上移动第一移动量。此时，优选地，控制部92防止使电线在第一方向及第二方向这两个方向上移动或电线在中途停止移动。
·在各实施方式中，如图15所示，自行车用部件54可以包括制动装置144以代替变速器68。电线52的端部与制动装置144连接。制动装置144包括制动前轮12的前制动装置及制动后轮14的后制动装置中的至少一者。前制动装置及后制动装置由盘式制动钳、钳盘式制动装置、悬臂制动装置、辊轮制动装置中的至少任意一种构成。通过由电线操作装置84、110操作电线52，制动装置144能够切换制动前轮12或后轮14的状态和不对前轮12或后轮14进行制动的状态。电线操作装置84、110的电线52可以采用如下结构，即，包括两根电线52，每根电线52分别与前制动装置及后制动装置连接，以同时使两种制动装置作动。操作操作部70时，操作装置56从通信部72输出第一信号，该第一信号用于使电线操作装置84、110拉动电线52。解除操作部70的操作时，操作装置56从通信部72输出第二信号，该第二信号用于使拉动的电线52返回原位置。
控制部92若接收到第一信号，则控制电线操作装置84、110操作电线52，使其在第一方向及第二方向中的一个方向上移动第一移动量。此时，优选地，控制部92防止使电线52在第一方向及第二方向这两个方向上移动或电线52在中途停止移动。控制部92若停止接收第一信号，或接收到第二信号，则控制电线操作装置84、110操作电线52，使其在第一方向及第二方向中的另一方向上移动第一移动量。此时，优选地，控制部92防止使电线52在第一方向及第二方向这两个方向上移动或电线52在中途停止移动。
·操作装置84、110还可以包括操作量检测部，用于测量操作部70的操作量。驱动单元80的控制部92也可以接收由操作量检测部检测出的信息，并根据操作部70的操作量使电线52移动。
·在自行车用驱动单元80、100中，可以不向输出部30传递马达82的转矩，而变更为在前链轮的正旋转方向的下游侧向链条36传递马达82的输出转矩。在该情况下，还包括传递马达82的转矩的带轮，也可以经由带轮向链条36传递马达82的输出转矩。
·也可以从第一实施方式的自行车用驱动单元80中省略电线操作装置84。另外，也可以从第二实施方式的自行车用驱动单元100中省略安装部102。在该情况下，自行车用驱动单元80、100包括马达82及引导部90。电线操作装置84、110构成为可通过螺栓、带等安装在自行车10的其它部件或车架20上。在一例中，自行车10的其它部件为操作装置56。在该情况下，电线52从操作装置56被引导至自行车用驱动单元80、100的引导部90，并与自行车用部件54连接。
·在各实施方式及上述变形例中，自行车用部件54包括变速器、车座杆组件、悬架及制动装置中的至少一者，但也可以包括任意两个以上。当包括变速器68、车座杆组件、悬架及制动装置中的两个以上时，根据其数量，在驱动单元80设置有电线操作装置84、110、130。例如，通过一个电线操作装置84、110、130操作变速器68，通过其他电线操作装置84、110、130操作车座杆组件。另外，优选地，设置有多个操作部70，以能够分别操作变速器68、车座杆组件、悬架及制动装置。
符号说明：
10…自行车；20…车架；26…曲柄；50…自行车用驱动系统；52…电线；4…自行车用部件；56…操作装置；68…变速器；80、100…自行车用驱动单元；82…马达；84、110、130…电线操作装置；86…壳体；86A…车架连结部；90…引导部；90A…槽；92…控制部；93…存储部；94…通信部；95…检测部；96…电线连结部；98…电动致动器；102…安装部；120…引导部；120A…辊；140…车座杆组件；142…悬架；144…制动装置；P…外部装置。

Claims (14)

1.一种自行车用驱动单元，其包括：
马达，该马达辅助自行车的推进；
壳体，该壳体收纳所述马达的至少一部分，且该壳体支撑所述自行车的曲柄轴；
电线操作装置，该电线操作装置包括电线连结部、与所述马达不同的电动致动器、以及将所述电线连结部以及所述电动致动器以不会露出于外部的方式覆盖的外壳，所述电线连结部与所述电动致动器和能够与自行车用部件连接的电线连结，该电线操作装置在所述壳体的外部设置在所述壳体，且该电线操作装置使所述电动致动器作动，以使所述电线连结部旋转或在规定方向上移动来操作所述电线。
2.一种自行车用驱动单元，其包括：
马达，该马达辅助自行车的推进；
壳体，该壳体收纳所述马达的至少一部分，且该壳体支撑所述自行车的曲柄轴；
电线操作装置，该电线操作装置包括电线连结部以及与所述马达不同的电动致动器，所述电线连结部与所述电动致动器和能够与自行车用部件连接的电线连结，该电线操作装置在所述壳体的外部设置在所述壳体，且该电线操作装置使所述电动致动器作动，以使所述电线连结部旋转或在规定方向上移动来操作所述电线；以及
盖体，该盖体覆盖所述电线操作装置。
3.根据权利要求1或2所述的自行车用驱动单元，其中，
所述电线操作装置可拆卸于所述壳体。
4.一种自行车用驱动单元，其包括：
马达，该马达辅助自行车的推进；
壳体，该壳体收纳所述马达的至少一部分，且该壳体支撑所述自行车的曲柄轴；以及
电线操作装置，该电线操作装置包括电线连结部以及与所述马达不同的电动致动器，所述电线连结部与所述电动致动器和能够与自行车用部件连接的电线连结，该电线操作装置的至少一部分收纳在所述壳体，且该电线操作装置使所述电动致动器作动，以使所述电线连结部旋转或在规定方向上移动来操作所述电线。
5.根据权利要求4所述的自行车用驱动单元，其中，
所述壳体设有用于将所述电线取出至所述壳体的外部的孔。
6.根据权利要求1、2和4中任一项所述的自行车用驱动单元，其中，
还包括检测部，该检测部检测所述电线的移动。
7.根据权利要求1、2和4中任一项所述的自行车用驱动单元，其中，
还包括控制部，该控制部控制所述电线操作装置。
8.根据权利要求7所述的自行车用驱动单元，其中，
所述控制部控制所述马达。
9.根据权利要求7所述的自行车用驱动单元，其中，
还包括通信部，该通信部能够与操作者可操作的操作装置及检测所述自行车的状态的传感器中的至少一者进行通信，
所述控制部根据输入至所述通信部的信息来控制所述电线操作装置。
10.根据权利要求9所述的自行车用驱动单元，其中，
所述通信部能够通过无线与所述操作装置及所述传感器中的至少一者进行通信。
11.根据权利要求7所述的自行车用驱动单元，其中，
还包括存储部，
所述存储部存储与为使所述自行车用部件进行规定动作所需的所述电线的移动量相关的信息，
所述控制部能够根据外部装置的操作来变更存储在所述存储部中的与所述电线的移动量相关的信息。
12.根据权利要求7所述的自行车用驱动单元，其中，
所述控制部控制所述电线操作装置，以使所述电线在第一方向及与所述第一方向相反的第二方向中的一个方向上移动第一移动量之后，使所述电线在所述第一方向及所述第二方向中的另一方向上移动小于所述第一移动量的第二移动量。
13.根据权利要求7所述的自行车用驱动单元，其中，
所述控制部控制所述电线操作装置，以使所述电线在第一方向及与所述第一方向相反的第二方向中的一个方向上移动第三移动量之后，使所述电线在所述第一方向及所述第二方向中的另一个方向上移动第四移动量。
14.一种自行车用驱动系统，其包括：
权利要求1、2和4中任一项所述的自行车用驱动单元；
所述电线；及
所述自行车用部件，
所述自行车用部件包括变速器、车座杆组件、悬架及制动装置中的至少一个。
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