CN1201875A - 驱动力传递装置 - Google Patents

Abstract

一种驱动力传递装置,它设有旋转输出轴上的传递齿轮,电机驱动的驱动齿轮,与驱动齿轮常啮合并以其旋转中心为中心转动的支承杆支承的、可在其周围移动的2个浮动齿轮,由通常与传递齿轮啮合的第1齿轮和与其同轴成一体的第2齿轮构成的变速齿轮;浮动齿轮随驱动齿轮的旋转朝旋转方向移动,2个浮动齿轮中某一个与传递齿轮啮合,当驱动齿轮反转时,2个浮动齿轮在此旋转方向上移动,另一浮动齿轮与变速齿轮的第2齿轮啮合。

Description

驱动力传递装置

技术领域

本发明涉及一种驱动高尔夫球场和或一般道路上所使用的小型手推车等交通工具、或辅助驱动自行车或车椅等人力交通工具的人力提供有用的驱动力传递装置。

现有技术

以往，作为这种交通工具用的驱动力传递装置是通过改变电机转速而改变交通工具的速度的。另外，作为以往的人力交通工具用的驱动力传递装置是利用由人力传递的动力和由电机传递的动力，使电机传递的驱动力根据人力驱动力的变化加以控制已是众所周知的。自行车上采用这种驱动力传递装置，检测脚蹬子上脚踏力以控制电机发出的扭矩的以往技术已在例如日本特开平2-74491号公报中公开。发明任务

但是，在上述以往的交通工具用驱动力传递装置中，由于要变更交通工具速度，必须要有使电机转数宽范围变化的控制系统，于是就有构造复杂，制造成本高的问题。在此，权利要求1所述的驱动力传递装置的目的是鉴于上述以往技术的问题，提供一种构造简单、制造成本低且可易于速度控制的驱动力传递装置。

除此之外，权利要求2所述的驱动力传递装置提供一种能进一步在减速状态下传递电机的旋转、增大输出扭矩的驱动力传递装置。另外，在权利要求3的驱动力传递装置中，提供了一种即使在电机旋转时，除了电机驱动还可用人力驱动的驱动力传递装置。

除此之外，权利要求4所述的驱动力传递装置提供了一种在不必要时驱动齿轮空转、使人力驱动输出容易的驱动力传递装置。

另外，权利要求5所述的驱动力传递装置的特征是使包含有可装到上述可旋转输出轴上的传递齿轮的所述各要素群作为后装组件成一体地构成，并可装在自行车等现有装置上，因此，通过装到自行车、小型手推车或车椅等上，提供了一种构造简单的具有辅助动力的装置。

权利要求7所述的驱动力传递装置的特征是，在用于自行车之际，根据加到曲柄轴上的微小挠曲状态，设置检测脚踏力的脚踏力传感器，根据该脚踏力传感器的输出对电机进行适当控制，另外，权利要求9所述的驱动力传递装置提供了设有车速传感器及曲柄轴旋转传感器，将这两传感器的输出与此时的电机驱动电流进行比较，根据其结果，用前述脚踏力传感器对电机进行适当控制的具有辅助动力的装置。

发明内容

本发明可实现上述目的，以下用附图所示的发明实施例为例说明其内容。权利要求1所述的驱动力传递装置的特征在于，设有安装在可旋转的输出轴31上的传递齿轮70；由电机41旋转驱动的驱动齿轮50；以所述驱动齿轮50的旋转中心为中心转动的支承杆51支承的、与所述驱动齿轮50常啮合并可在驱动齿轮50周围移动的2个浮动齿轮60、61；由通常与前述传递齿轮70啮合的第1齿轮71和与所述第1齿轮71同轴成一体的且直径不同的第2齿轮72构成的变速齿轮73；通过所述支承杆51随着所述驱动齿轮50的旋转朝旋转方向移动，所述2个浮动齿轮60、61中的一个浮动齿轮61与所述传递齿轮70直接啮合，当所述驱动齿轮50反转时，所述支承杆51在此旋转方向上转动，而2个浮动齿轮60、61中的另一个浮动齿轮60与所述变速齿轮73的第2齿轮72啮合。

因此，采用权利要求1所述的驱动力传递装置，当电机41使驱动齿轮正转时，浮动齿轮60、61与所述驱动齿轮50常啮合，并通过以所述驱动齿轮50的旋转中心为中心转动的支承杆51，可在所述驱动齿轮50的周围移动地形成，从而，一边旋转一边沿所述驱动齿轮50的旋转方向即所述正转方向在所述驱动齿轮50的周围移动。

于是，所述浮动齿轮60、61边旋转边在所述驱动齿轮50的正转方向移动时，作为浮动齿轮一方的第1浮动齿轮60与变速齿轮73的第2齿轮72啮合，经过所述变速齿轮73的所述第2齿轮72，可使所述传递齿轮70旋转，并使输出轴31旋转。另外，由于所述变速齿轮73的第1齿轮71与第2齿轮72的直径不同，可使所述浮动齿轮60、61的旋转变速地传递到所述传递齿轮70上。

对此，通过所述电机41使所述驱动齿轮50正转和反转时，两浮动齿轮60、61旋转并沿驱动齿轮50旋转方向在所述驱动齿轮50的周围变位。于是，所述支承杆51转动并沿驱动齿轮50的转动方向相反方向移动时，作为浮动齿轮一方的第2浮动齿轮61与传递齿轮70啮合，使传递齿轮70旋转，使输出轴31旋转。

因此，驱动齿轮50的旋转速度相同时，仅由浮动齿轮61将驱动齿轮50的旋转传至传递齿轮70时，和经变速齿轮73的第1齿轮71与第2齿轮72将驱动齿轮50的旋转传递到传递齿轮70上时，传递齿轮70的转数不同，通过电机41的正转(顺时针方向)或反转(逆时针方向)可转换输出轴31的旋转速度。权利要求2所述的驱动力传递装置的特征是，除了上述权利要求1所述的特征外，浮动齿轮60、61一方是由大径齿轮91和比大径齿轮91直径小的小径齿轮92构成。

因此，采用权利要求2所述的驱动力传递装置，驱动电机41转动支承杆51，通过将浮动齿轮60、61与变速齿轮73相组合，可将电机41的旋转进一步减速传递。为此，即使是在始动时低速下必须有高扭矩场合，也可以实现不消耗大电力的驱动。

权利要求3所述的驱动力传递装置除了权利要求1或2所述的特征外，其特征是，在输出轴上安装着由人力旋转输出轴的人力驱动装置(例如曲柄32)，即使在电机旋转时也能用人力旋转输出轴。因此，采用权利要求3所述的驱动力传递装置，即使由电机驱动时，除了电机的驱动外，还能由人力进行驱动。

权利要求4所述的驱动力传递装置除了上述的权利要求3所述的特征外，其特征是，在驱动齿轮50非旋转时，2个浮动齿轮60、61位于离开传递齿轮70或变速齿轮73的位置上。因而，采用权利要求4所述的驱动力传递装置，即使在前述驱动齿轮50不旋转状态下，前述2个浮动齿轮60、61由于不与传递齿轮70或变速齿轮73的任一个啮合，在由人力驱动传递齿轮70之际，不会给人增加负担。

权利要求5所述的驱动力传递装置，是包含有可装到所述可旋转输出轴上而构成的传递齿轮70的所述各要素群为作为后装用组合体成一体构成的驱动力传递装置，其特征是，作为该后装用组合体构成的驱动力传递装置可装到现有装置的驱动轴及适当支承部上。通过采用这样的结构，安装到现有装置，例如，权利要求6、9、10所述的自行车、车椅、小型手推车等上，能够容易地改造成具有辅助动力的装置。

权利要求7所述的驱动力传递装置的特征是，通过检出所述自行车的曲柄轴或前轮盘等曲柄系所产生的微小变形，配置检测加到脚蹬子上脚踏力的脚踏力传感器，根据由该脚踏力传感器所得到的信号，对驱动齿轮进行驱动力控制，可进行电机的辅助驱动量控制。另外，权利要求8所述的驱动力传递装置的特征是，所述传感器是导电橡胶，将该导电橡胶配置在与所述自行车的曲柄轴嵌合的轴承的外周和固定于车体侧的固定部之间，检出脚蹬子上所加的推压力。通过采用这样的结构，由传感器检出从外部所加的人力，对其检出结果，加进驱动力控制，从而对于使用者可进行适当的无不适感的辅助驱动，并提供适当的装置。

权利要求9所述的驱动力传递装置的特征是，具有车速传感器，检测曲柄轴转数的传感器，将该两传感器的输出及电机驱动电流比较的比较手段，对适合使用环境的控制条件加以记忆的记忆手段；以所述比较手段的输出与所述记忆手段的输出为基础，进行电机控制。

附图简介

图1是驱动齿轮不旋转时驱动力传递装置的侧视图，

图2是装有驱动力传递装置的自行车的侧视图，

图3是图2主要部分的局部放大视图，

图4是装有驱动力传递装置的自行车主要部分的放大俯视图，

图5是驱动齿轮朝第1方向旋转时驱动力传递装置的俯视图，

图6是驱动齿轮朝第1方向旋转时驱动力传递装置的侧视图，

图7是沿图6中A-A线的剖视图，

图8是驱动齿轮朝第2方向旋转时驱动力传递装置的侧视图，

图9是示出第2实施例的驱动力传递装置的侧视图，

图10是沿图9中B-B线的剖视图，

图11是示出第3实施例的驱动力传递装置的侧视图，

图12是示出人力驱动部中脚踏力传感器安装状态的示意的侧视图，

图13是示出适用于自行车的传感器安装例的示意侧视图，

图14示出使用图13所示传感器类的控制装置构成例的方框图，

图15是示出电动手推车第1例的示意侧视图，

图16是示出电动手推车第2例的示意侧视图，

图17是装在图15所示电动手推车上的驱动力传递装置的侧视图。

实施例

图1-图14示出本发明的第1实施例，图1是驱动齿轮不旋转时驱动力传递装置的侧视图，图2是装有驱动力传递装置的自行车的侧视图，图3是图2主要部分的放大视图，图4是装有驱动力传递装置的自行车主要部分的放大俯视图，图5是驱动齿轮在第1方向正转时驱动力传递装置的俯视图，图6是驱动齿轮在第1方向正转时驱动力传递装置的侧视图，图7是沿图6中A-A线的剖视图，图8是驱动齿轮反时针旋转(逆转时)时驱动力传递装置的侧视图，图9是示出第2实施例的驱动力传递装置的侧视图，图10是沿图9中B-B线的剖视图，图11是示出驱动力传递装置其他安装状态的侧视图，图12是表示脚踏力传感器构成例主要部分的放大视图，图13是示出车速传感器、曲柄旋转传感器及电机电流传感器的安装状态的侧视图，图14示出使用车速传感器、曲柄旋转传感器等实例的控制方框图。

(自行车)

图2中，10是示出作为人力交通工具代表例的自行车，此自行车10中设有位于最前部的前轮11，从此前轮11处斜上方延伸并可自由回转地支承着前轮11的前叉12，与此前叉12上端连接、可使前叉12左右转向的手把13，以及设在此手把13与前叉12之间、可自由回转地支承前叉12的头管14。

如图2所示，前述自行车10中还设有从前述头管14的上端向后方延伸的上支架15，设在前述头管14下端并与前述头管14相平行地向后方延伸的下支架16，将前述下支架16的后端及上支架15的后端连接并朝上方延伸的后支架17，以及与此后支架17的上端连接的座子18。

再如图2所示，前述自行车10还设有与后支架17的下端连接、大致水平地向后延伸并在后端可自由回转地支承着后轮19的链撑杆20，以及与链撑杆20的后端及后支架17的上部位置连接的后叉21。另外，前述自行车10上，如图2所示，在连接下支架16，后支架17以及链撑杆20处设有本发明的驱动力传递装置22，链撑杆20上固定着蓄电池23，以供给驱动前述驱动力传递装置22的电力。并且，安装固定蓄电池23的位置并不限于链撑杆上，可任意选定于下支架16，后支架17，后叉21等上。

而且，在前述驱动力传递装置22与后轮19之间，如图2所示，设有连接前述驱动力传递装置22与前述后轮19并转动后轮19的链条24。前述链条24在图中未示出，但与设置在后轮19上的后轮齿轮连接，使驱动力传递装置22动作，通过驱动链条24，可使后轮19转动，结果，能使自行车10行走。

(驱动力传递装置)

前述驱动力传递装置22如图3、图4所示，设有侧面由罩体30盖住并从此罩体30向侧方突出的输出轴31，此输出轴31的前端设有作为用人力转动输出轴31的人力驱动装置的曲柄32，曲柄32的前端设有用足驱动曲柄32的脚蹬子33。另外，前述输出轴31可回转地支承于自行车本体上。因而，通过足踏脚蹬子33，驱动曲柄32，就能够用人力转动输出轴31。

(驱动齿轮等)

如图5所示，前述驱动力传递装置22还设有固定于自行车10侧的平板状的支座40，固定到支座40上可正反转的电机41，可转动地轴支在支座40上并且与前述电机41的转轴通常啮合的第1调速齿轮43，与前述第1调速齿轮43常态啮合的第2调速齿轮44，以及与前述第2调速齿轮44同轴并与第2调速齿轮一同旋转的、轴支在支座40上的驱动齿轮50。

(浮动齿轮)

另外，如图1、6、8所示，在前述驱动力传递装置22上还设有可回转地支承于前述驱动齿轮50的回转中心的、平板状的支承杆51，轴支于此支承杆50两端并与前述驱动齿轮50常啮合旋转的2个浮动齿轮60，61。此外，在支承杆51的中间设有突起52，突起52前端与支座40之间插入螺旋弹簧等弹性体55，在弹性体55的张力作用下，第1浮动齿轮60处于离开变速齿轮73位置，而第2浮动齿轮61位于离开传递齿轮70处。

第1浮动齿轮60及第2浮动齿轮61如图1、6、8所示，由于只是轴支在可回转的支承杆51上，故支承杆51可相对驱动齿轮50旋转，当驱动齿轮50旋转时，两浮动齿轮60、61在保持与驱动齿轮50啮合状态下旋转的同时，借助于转动时旋转阻力克服弹性体55的张力可在驱动齿轮50的周围朝驱动齿轮50的旋转方向移动。

(传递齿轮)

如图1、5、6、8所示，前述驱动力传递装置22上还设有固定在前述输出轴31上并与输出轴31一同旋转的传递齿轮70。此传递齿轮70如图4，5所示，经输出轴31与驱动前述链条24的、经下支架16设置在相反侧上的前轮盘25连接。因而，一旦传递齿轮70旋转，传递齿轮70的旋转可经输出轴31传递，使前轮盘25与传递齿轮70同一方向旋转，从而驱动链条24。

(变速齿轮)

另外，如图1、5、6、8所示，前述驱动力传递装置22上还设有由第1齿轮71和第2齿轮72构成的变速齿轮73，其中，第1齿轮71位于与前述传递齿轮70常啮合的位置上，而第2齿轮72与第1齿轮71同轴连接，其直径大于第1齿轮71，并设置在可与前述浮动齿轮60，61啮合的位置。前述变速齿轮73在图中虽没有详细说明，是轴支在前述支座40上的。另外，变速齿轮73的第1齿轮71所形成的直径如图1所示，要比前述浮动齿轮60，61的直径小。

(控制装置等)

另外，前述驱动力传递装置22上如图1、6、8所示，在接近传递齿轮70的斜上方设有固定于支座40上的、测定传递齿轮70的转速并输出测定结果的速度传感器80，离开前述传递齿轮70在后轮19的方向上还设有控制装置81，它根据前述速度传感器80输出的测定结果，控制电机41的开始旋转、停止及旋转方向。

前述控制装置81在传递齿轮70的旋转速度没有到达第1基准速度时，使电机41正转以使图1，图5中驱动齿轮50顺时针方向旋转。而前述控制装置81在传递齿轮70的转速处于第1基准速度以上时，使电机41反转以使图1，图5中的驱动齿轮50反时针方向旋转。

再者，前述控制装置81在传递齿轮70的转速超过比第1基准速度还高的第2基准速度时，则使电机41停转。另外，在驱动力传递装置22的上部位置设有使电机41、控制装置81处于动作状态或非动作状态的主开关90，此主开关断开时，可使电机41断电。

(动作)

下面对具有上述结构的驱动力传递装置22等的动作加以说明。

(停止时)

首先，在自行车10停止状态下，由于传递齿轮70不旋转，控制装置81根据速度传感器80的测定结果，使电机41(见图5)不旋转。前述电机41不转动时，由于2个浮动齿轮60，61支承在可回转的支承杆51的自由端上，如图1所示，第1浮动齿轮60及第2浮动齿轮61因弹性体55的张力处于变速齿轮73的第2齿轮72与第1浮动齿轮60相离、而第2浮动齿轮61也与传递齿轮70相离的位置上，而两浮动齿轮60，61处于只与驱动齿轮50啮合的状态。

因而，在此状态下，电机41的旋转力不会传递到传递齿轮70上，只要不用人力加到脚蹬子33上脚踏力不使输出轴31旋转，自行车就不会行走。此外，脚踏力施加到脚蹬子33上时，由于传递齿轮70的旋转不传递到驱动齿轮50，停转的电机41也不会阻碍由脚蹬子33的蹬力所致的旋转。

(起动时)

然而，自行车行走时，通过用人力将脚踏力加到脚蹬子33上，经曲柄32，使输出轴31在图1，6中反时针方向旋转，经前轮盘25及链条24使后轮19转动。这样，脚蹬脚蹬子33转动前轮盘25时，与前轮盘25一样，固定于输出轴31上的传递齿轮70也开始转动。传递齿轮70转动时，控制装置81根据速度传感器80的检测结果，使驱动齿轮50在图1中顺时针方向旋转地转动电机41(见图5)。

驱动齿轮50顺时针方向正转时，两浮动齿轮60，61边自转边在驱动齿轮50的旋转力作用下朝驱动齿轮50的旋转方向即顺时针方向移动。变速齿轮73的第2齿轮72因设置在与第1浮动齿轮60啮合的位置上，当两浮动齿轮60，61朝顺时针方向移动时，就与变速齿轮73的第2齿轮72啮合，将驱动齿轮50的转动传递到传递齿轮70上。

并且，如图1，4，5所示，由于在变速齿轮73的第2齿轮72上同轴固定着比第2齿轮72的直径小的第1齿轮71，当第2齿轮72旋转时，第1齿轮71同方向旋转。此外，如图7所示，前述变速齿轮73的第1齿轮71由于配置为与传递齿轮70常啮合状态下的旋转，第1浮动齿轮60的转动经第2齿轮72传递到第1齿轮71，借助第1齿轮71的转动，使传递齿轮70反时针方向旋转。

这样，当前述传递齿轮70反时针方向旋转时，与传递齿轮70同轴的前轮盘25同向转动，由链条24使后轮19转动。此外，变速齿轮73的第1齿轮71如图1，5，6，8所示，所形成的直径比第2齿轮72要小，由于所形成的直径要比前述浮动齿轮60，61的直径小，能够使浮动齿轮60，61的转动减速地传递到传递齿轮70上。

由此，在自行车10起动或由坡道等负荷增加、自行车10的速度降低、为转动输出轴31必须要有比较大的扭矩时，不用变更电机41的转数，能够在低速下将高扭矩的旋转传递到传递齿轮70上，有辅助人力脚踏力的功能，可使自行车10轻快行走。

(中速时)

另外，在人力及电机41的驱动力作用下，自行车10的速度增加、超过第1基准(例如时速14KM)时，控制装置81以使驱动齿轮50在图1中反时针方向旋转地转动电机41。当前述驱动齿轮50反时针方向旋转时，两浮动齿轮60，61一边自转一边在驱动齿轮50的旋转力作用下，向图1，4，5中朝驱动齿轮50的旋转方向即反时针方向移动。由于传递齿轮70配置在与第2浮动齿轮61啮合的位置上，故当前述浮动齿轮60，61反时针方向移动时，如图8所示，第2浮动齿轮61与传递齿轮70啮合，将驱动齿轮50的旋转等速地传递到传递齿轮70上。

由此，与前面说明的经变速齿轮73将驱动齿轮50的旋转减速传递至传递齿轮70而使传递齿轮70旋转相比，能使传递齿轮70快速旋转。因而，在使自行车10行走一定速度下骑乘时，除了人力外，要稍稍提高自行车10的速度对需要用电机41辅助输出轴31驱动的场合是有效的。

(高速时)

在增加自行车10的速度，使之处于第2基准速度以上时，控制装置81使电机41停转，从而使驱动齿轮50停转。当驱动齿轮50停转时，在弹性体55作用下，第2浮动齿轮61离开传递齿轮70，而且，第1浮动齿轮60也离开变速齿轮73，从而确实使驱动齿轮50与传递齿轮70脱离接合。因而，在此状态下，输出轴31只是在经脚蹬子33及曲柄32的脚踏力下旋转。

为此，自行车10的速度达到第2基准速度(例如时速24KM)，高于此速度有危险状态下，中止电机41对驱动齿轮70的驱动，可有效地利用驱动能量，而且，不会因电机41的驱动而加速到危险速度，可安全地行走。此外，行走中，自行车10的车手不要求现状以上的速度时，踏脚蹬子33使输出轴31停转的话，传递齿轮70止转，控制装置81根据速度传感器80来的测定情报，使电机41停转。

结果，驱动齿轮50停转，浮动齿轮60，61脱离传递齿轮70或变速齿轮73，使传递齿轮70不转。于是，在电机41驱动下，速度不会增加，车手不会有不适感，而且可安全地行走。这样，通过停止蹬脚蹬33，使传递齿轮70停转，也能够停止电机41的驱动。因而，继续不蹬脚蹬子33的话，因各种阻力使速度逐渐降低，直至停止。

此外，由于不改变传递齿轮70的旋转方向，仅转换驱动齿轮50的旋转方向，就能够改变传递齿轮70的旋转速度，简化了驱动力传递装置22的构造，故障少，可低成本地制造。另外，正如上述，本发明的驱动力传递装置22因不损害现有的自行车结构，可保持原样就可安装，故为安装驱动力传递装置22，不必进行自行车新设计。

这样，此驱动力传递装置22用支承杆51可回转地支承2个浮动齿轮60，61，使第1浮动齿轮60位于变速齿轮73附近，而使第2浮动齿轮61位于传递齿轮70附近，驱动齿轮50不旋转时，因弹性体55，使两浮动齿轮60，61成为只与驱动齿轮50啮合的状态。因而，通过转换电机41的旋转方向即驱动齿轮50的旋转方向，可迅速地转换成使第1浮动齿轮60与变速齿轮73啮合，使第2浮动齿轮61与传递齿轮70啮合。

另外，即使处于第1浮动齿轮60与变速齿轮73的第2齿轮72啮合，或者，第2浮动齿轮61与传递齿轮70啮合任一状态下，由于浮动齿轮60，61的移动距离短，不需要有大的移动速度，在啮合之际碰撞斥力作用下，浮动齿轮60，61既不会弹回也不会损伤传递齿轮70或变速齿轮73的第2齿轮72的齿。

(其它实施例)

在上述的第1实施例中，所说明的两浮动齿轮60，61分别是与驱动齿轮50常啮合的单一齿轮。但是，在第2实施例中，如图9，10所示，第1浮动齿轮60可具有与前述驱动齿轮50常啮合的大径齿轮91和与大径齿轮91同轴固定成一体旋转地、并比前述大径齿轮91的直径小的小径齿轮92，小径齿轮92能配置在与变速齿轮73的第2齿轮72相啮合位置上。

这样，通过将大径齿轮91与小径齿轮92组合作为第1浮动齿轮60，能够使驱动齿轮50的旋转进一步减速传递到传递齿轮70。此外，也把第2浮动齿轮61作成大径齿轮和小径齿轮，使小径齿轮与驱动齿轮50啮合，大径齿轮与传递齿轮70啮合。另外，由螺旋弹簧等弹性体55保持浮动齿轮60，61或支承杆51的保持力应可以支撑浮动齿轮60，61及支承杆51的自重，并且，在转动驱动齿轮50之际，可以比浮动齿轮60，61朝传递齿轮70方向或变速齿轮73的方向移动的力小。因而，通过转动驱动齿轮50，可使浮动齿轮60，61如图11所示，朝传递齿轮70方向或变速齿轮73的方向移动。

另外，弹性体55并不限于卷簧，也可以是将板簧自由端插入突起52上所形成的槽中，为使板簧自由端部左右移动，在板簧的弹性变形的弹力下也能使支承杆51摆动。因而，在不转动驱动齿轮50的状态下，如图11所示，浮动齿轮60，61由于借助弹性体55保持位置不移动，从而不与传递齿轮70或变速齿轮73的任一个啮合，仅用人力转动输出轴31。

在转动电机41，使驱动齿轮50反时针方向旋转时，浮动齿轮60，61朝反时针方向移动以与传递齿轮70啮合，可将驱动齿轮50的旋转等速地传递到传递齿轮70。另外，在使电机41反转，使驱动齿轮50顺时针方向旋转时，浮动齿轮60，61与先前场合相反，顺时针方向移动，经变速齿轮73，可将驱动齿轮50的旋转减速地传递到传递齿轮70。此外，在上述实施例说明中，为驱动前述驱动力传递装置22供给电力的蓄电池23是固定于链撑杆20上的，但固定蓄电池23处并不限于链撑杆20上。

如图2假想线所示，蓄电池23可以固定到下支架16或后支架17上。因而，本发明的驱动力传递装置22作为装入箱内或罩体内的所谓后装用组合体的构成，能够将此单体容易地安装到现有的自行车上。此时，通过调整蓄电池23的位置，不变更未装驱动力传递装置22的现有自行车的重心位置，也能安装驱动力传递装置22，骑者不会感到不适。

本发明的驱动力传递装置22作为后装用组合体的构成是将传递齿轮70与所装有的现有装置的输出轴31相适应的构成，以及在将驱动力传递装置22整体安放在箱体或罩体内的同时附加有对现有装置无功能、强度故障的支撑手段是重要的。例如，与适用于现有自行车、作为改造成有辅助动力自行车的后装用组合体的结构可从将传递齿轮70装到自行车曲柄轴(输出轴31)上而构成，通过加装在下支架16，后支架17的交叉部(图3的A部)或链撑杆20(图3的B部)上的支承部件、弹簧或钩这样的公知零件，可以与安放电机41起的各齿轮机构的箱体整体对应。此时，由于输出轴31必须稍长，将输出轴31准备于后装用组合体侧，成为可更换现有装置的输出轴31的结构。

此外，在上述实施例中，控制装置81根据检测传递齿轮70转速的速度传感器80的测定结果，决定电机41始动和旋转方向。可是，决定电机41始动及旋转方向的要素并不限于上述例，例如，可以在链条24上设置张力传感器，将链条24的张力超过一定基准所持续的规定时间为条件，由控制装置81控制以变更电机41始动时间或旋转方向。

另外，在自行车的实际行走中，必须进行不只由所述的始动、低速、中速等所决定的控制。即，低速与中速之间只由齿轮机构进行一级转换不能顺利地达到乘车舒服感。从开始动作起至超过中速的速度，为了顺利地进行电机41的辅助驱动，必须检测脚蹬子33的推压力，更细地控制供给电机41的电力。

为此，设置检测脚蹬子33脚踏力的脚踏力传感器，以此脚踏力超过一定基准所持续的规定时间为条件，变更电机41的起始动作或旋转方向，进而还控制电机41的驱动力，就能够适当地变更对传递齿轮70的辅助驱动量。

作为这样的脚蹬子33脚踏力的检测方法，可在曲柄32上利用应变计。此外，也可以使将辅助齿轮与链条24接触、随着脚蹬子33脚踏力的增加、链条24的张力增加、用光学、电或磁方法检测该辅助齿轮变位。还可以使用将曲柄齿轮作为双重构造、在曲柄侧与链条驱动齿轮侧连接弹簧、从而检测出因脚踏力的增加该弹簧伸长的检测方法。

对此，在本发明中，随着加到脚蹬子33上脚踏力的增加，链条24的张力增加，前轮盘25或曲柄轴31会稍变形。注意到这样的事实，图12所示的曲柄轴31的变位可以用适宜的传感器例如应变计等检测。这样的脚踏力传感器94A，94B是将如导电橡胶夹在嵌入曲柄轴31中的轴承外周与固定于车体侧的固定部之间，将曲柄轴31的变位作为该导电橡胶电阻的变化检出，以进行脚蹬子33的脚踏力检测的。

作为在此采用的传感器并不限于导电橡胶，可以利用相对陶瓷振动器的外力的共振频率数变化、相对应变仪那样的外力的电阻变化等，可采用将外力的变化作为电输出变化添加而导出的任一方式。

通过添加而这样检出的、表示朝脚蹬子33的推压力的信号来控制电机41的驱动状态，对于低速或中速等行走速度，不只由车轮的转数决定，可以最佳地、合适地运用乘车舒适感和运行效率。

将本发明的驱动力传递装置作为人力行走装置的辅助动力利用时，有使用前述脚踏力传感器的方式，但这样的脚踏力传感器理论上不管怎样，实际上，由于信号输出极微小，不能否定会存在安装位置的选定、安装手段及信号取出·处理手段困难等问题。在此，通过使用其他信号，例如车速传感器和人力的输入部的转数，例如在自行车中为曲柄转数传感器这两输出，并还考虑此时刻电机的电流值，可以最适当地控制辅助驱动力。

图13示出将驱动力传递装置作为典型的人力行走装置的自行车的辅助动力使用时，把各种传感器装到自行车10上的实施例。车速传感器97A-97D适当检出表示自行车行走速度的信号，最好是考虑使用环境、信号种类、经济性等进行适当地选择。第1车速传感器97A是使用超声波传感器或光电传感器等向地面发射超声波，而由接受反射波的多普勒效果检出车速的。传感器价格较高，必须有工作电源。

图13中第2车速传感器97B是装配在车轮、在此为前轮轮毂内的发电机或脉冲发生器，用于由车轮转数检出车速。除了车轮打滑外，能够正确地检出车速。此外，安装轮毂也可以是后轮。

第3车速传感器97C用光电或磁对车轮的辐条计数，借此检出车轮转数进而检出车速的。第4车速传感器97D用装在车轮轮圈上的标记的移动速度算出车轮转数，进行车速检出的。第3及第4车速传感器97C及97D的传感器主体装在固定部上，从而易于获取信号。另外，对于任一传感器，其信号种类可以为模拟、数字任一形式。

人力输入部转数、在此为曲柄轴的转数能由曲柄转数传感器98检出。另外，该时刻电机41的驱动状态则由电机电流传感器99检出。

图14示出使用这些传感器的实施例的控制方框图。这样的控制回路95具有比较部1，记忆部2，计算部3，驱动部4。比较部1是将车速传感器97A-97D任一个与曲柄转数传感器98的输出比较，进而考虑电机电流传感器99的输出，产生所对应的输出。

记忆部2是根据在此为自行车的运转状况，对最适宜地驱动电机41的必要数据加以记忆的适宜装置。在此数据中记忆随着上坡、下坡、平坦路中加速、制动而进行适当减速的数据。将这样的数据与前述比较部1输出所得的信号在计算部3进行计算，根据此计算结果，由驱动部4进行电机41的驱动·控制。

另外，在上述的驱动力传递装置22的使用例中，以装在作为人力交通工具的两轮自行车10上的驱动力传递装置为例进行了说明，如果说人力交通工具是由人力驱动的交通工具的话，则不限于上述的自行车，例如，可以是车椅或小型手推车，将上述驱动力传递装置22装在车椅上可以具有上述效果。

下面，用图15-图17，说明其他使用例。图15是示出电动手推车第1例的示意的侧视图，图16是示出电动手推车第2例的示意的侧视图，图17是示出图15所示电动手推车上装有驱动力传递装置22的侧视图。在下面要说明的第4实施例中，本发明的驱动力传递装置22装到电动手推车上这点是与上述第1-第3实施例不同的。

另外，在图15-图17中，与前述使用例相同的部件使用与上述实施例相同的符号，对其说明予以省略。图15及图16中，100是在高尔夫球场打高尔夫者利用的、在一般道路身体不自由者或高龄者使用的、或者为搬运货物使用的电动手推车。

(电动手推车)

此电动手推车100如图15所示，具有位于前侧的前轮101，位于后侧的后轮102，在前轮101与后轮102之间设置的乘车踏板103，从前述前轮101处斜上方立起对前轮101控制的转向手把104，及设置在前述后轮102上方、装载货物的货物箱105。

前述转向手把104如图15所示，在乘员乘车时，向后轮102侧倾斜，可由乘员驾驶。同时，在乘员非乘车时，如图16所示，向反后轮102侧倾斜，可由非乘车时的人员控制。在前述后轮102上，如图17所示，设有位于后轮102旋转中心的输出轴。

另外，图中虽未示出，在电动手推车100上还设有启动电机41旋转的始动开关。电动手推车100如图16所示，可具有将货物装载在货物箱105中，用手推或手抓电动手推车100移动的结构。在此时，与乘员在乘车踏板103上移动的情况相比，电机41的转数设定的较低，或者，必须有把电机41转速减速后传递到驱动齿轮50上的减速机构。

下面，用图15-17对上述第4实施例的动作加以说明。

(始动时)

首先，如图15所示，为使乘员位于乘车踏板103上的电动手推车行走，乘车的乘员操作始动开关。由乘员操作始动开关时，为使驱动齿轮50顺时针方向旋转，控制装置81控制电机41的旋转方向，使电机41转动。当驱动齿轮50顺时针方向旋转时，与前述实施例同样的，浮动齿轮60，61一边顺时针方向旋转一边朝变速齿轮73方向移动，使浮动齿轮60与变速齿轮73的第2齿轮72啮合。

变速齿轮73的第1齿轮71通常与传递齿轮70啮合，并且其直径小于第2齿轮72的直径，故浮动齿轮60，61的旋转能够减速地传递到传递齿轮上。由于能将电机41的旋转减速地传递到传递齿轮70并使输出轴31旋转，不增大电力的使用量，就能够产生大的扭矩。因此，对于始动时等需要大扭矩的情况是有效的。

(行走时)

电动手推车100开始移动达到某一程度的速度时，为使驱动齿轮50反时针方向旋转，控制装置81使电机41逆转。当驱动齿轮50反时针方向旋转时，两浮动齿轮60，61与前述实施例同样的，离开变速齿轮73，一边顺时针方向旋转一边反时针方向移动，处于第2浮动齿轮61与传递齿轮70直接啮合的状态。

因而，由于经变速齿轮73使传递齿轮70旋转可高设定减速比，能使电动手推车100达到相当程度的速度后有效地行走。此外，作为使用例，并不限于自行车或手推车那样的交通工具，可以作为辅助动力安装到用手转动曲柄等机器上。

发明效果

本发明由于采用上述结构，具有下述效果。采用权利要求1的驱动力传递装置，可提供一种构造简单、制造成本低、而且能改变交通工具等速度的驱动力传递装置。

另外，采用权利要求2的驱动力传递装置，可提供一种将电机旋转进一步在减速状态下传递、扭矩强的驱动力传递装置。另外，采用权利要求3的驱动力传递装置，提供一种即使电机旋转时、除了电机的驱动外、能加上人力驱动的驱动力传递装置。

因而，是适宜于如自行车或手推车由人力行走的交通工具的辅助动力。除此之外，采用权利要求4的驱动力传递装置，提供一种不必要时使驱动齿轮不动作、人力无负担的交通工具用等驱动力传递装置。

另外，在权利要求5及6所述的作为相对自行车为后装用单体构成的驱动力传递装置中，可容易地安装到通常的脚踏式自行车上，能改造成有辅助动力的自行车。此外，此装置也可安装到车椅、小型手推车上。

在这样的驱动力传递装置中，用传感器检出权利要求7-9所述的从外部所加的人力，加进此检出结果，可进行驱动力的控制。因而，对于使用者，可有适宜的、无不适感的辅助驱动，可以得到适当的装置。

Claims (11)

1、一种驱动力传递装置，其特征在于，它具有安装在可旋转的输出轴上的传递齿轮；由电机旋转驱动的驱动齿轮；以所述驱动齿轮的旋转中心为中心转动的支承杆支承的、与所述驱动齿轮常啮合并可在驱动齿轮周围移动的2个浮动齿轮；由通常与前述输出轴上所装的传递齿轮啮合的第1齿轮和与所述第1齿轮同轴成一体的且直径不同的第2齿轮构成的变速齿轮；所述浮动齿轮随着所述驱动齿轮的旋转朝旋转方向移动，使所述浮动齿轮的某一个与所述传递齿轮啮合，当所述驱动齿轮反转时，所述浮动齿轮在此旋转方向上移动，而所述浮动齿轮的另一个则与所述变速齿轮的第2齿轮啮合。

2、按照权利要求1所述的驱动力传递装置，其特征在于，所述2个浮动齿轮的某一个为大径齿轮和与此大径齿轮同轴成一体且直径比大径齿轮小的小径齿轮。

3、按照权利要求1或2所述的驱动力传递装置，其特征在于，在所述输出轴上装有用人力转动输出轴的人力驱动装置，用人力可旋转输出轴。

4、按照权利要求1-3任一项中所述的驱动力传递装置，其特征在于，所述2个浮动齿轮在驱动齿轮不旋转时一同脱离传递齿轮及变速齿轮中的任一个，以中断动力传递。

5、按照权利要求1-4任一项中所述的驱动力传递装置，其特征在于，包含有可装到所述可旋转输出轴上构成传递齿轮的所述各要素群为作为后装用组件一体构成的驱动力传递装置，所述传递齿轮装到作为该后装用组件所构成的、进行驱动力传递的现有装置的驱动轴上，同时可将该组件装到现有装置的适当的支承部上。

6、按照权利要求5所述的驱动力传递装置，其特征在于，所述安装对象装置是自行车。

7、按照权利要求6所述的驱动力传递装置，其特征在于，对应于所述自行车的曲柄系所产生的微小变形，配置检测加到脚蹬子上脚踏力的脚踏力传感器，根据由该脚踏力传感器所得到的信号，对驱动齿轮进行驱动力控制，进行电机的辅助驱动量控制。

8、按照权利要求7所述的驱动力传递装置，其特征在于，所述传感器为导电橡胶，将该导电橡胶设置在嵌入所述自行车曲柄轴中的轴承外周与固定于车体侧的固定部之间，检测加到脚蹬子上的推压力。

9、按照权利要求5或6所述的驱动力传递装置，其特征在于，它设有车速传感器，检测曲柄轴转数的传感器，将该两传感器的输出及电机驱动电流比较的比较装置，存储适合使用环境的控制条件的存储装置；以所述比较装置的输出与所述存储装置的输出为基础，进行电机控制。

10、按照权利要求5所述的驱动力传递装置，其特征在于，所述安装对象装置为车椅。

11、按照权利要求5所述的驱动力传递装置，其特征在于，所述安装对象装置是小型手推车。

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