TW201726479A - 自行車用驅動裝置 - Google Patents

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TW201726479A TW105139228A TW105139228A TW201726479A TW 201726479 A TW201726479 A TW 201726479A TW 105139228 A TW105139228 A TW 105139228A TW 105139228 A TW105139228 A TW 105139228A TW 201726479 A TW201726479 A TW 201726479A
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planetary
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Takashi Yamamoto
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Shimano Kk
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Abstract

本發明係提供一種可有助於第2馬達之小型化之自行車用驅動裝置。 本發明之自行車用驅動裝置包含：第1行星機構，其包含被輸入曲柄之旋轉之第1輸入體、對應於上述第1輸入體之旋轉而旋轉之第1輸出體、及用以將上述第1輸入體之旋轉傳遞至上述第1輸出體之第1傳遞體；第1馬達，其能夠使上述第1輸入體、上述第1輸出體及上述曲柄之至少一者旋轉；第2馬達；及減速機構，其將上述第2馬達之旋轉減速而傳遞至上述第1傳遞體。

Description

自行車用驅動裝置
本發明係關於一種自行車用驅動裝置。
專利文獻1之自行車用驅動裝置包含第1馬達、第2馬達、及行星機構。行星機構包含：輸入體，其被輸入輸入至曲柄之輸入驅動力；輸出體，其對應於輸入體之旋轉而旋轉；及傳遞體，其用以將輸入體之旋轉傳遞至輸出體。第1馬達對行星機構之輸出體傳遞扭矩，第2馬達對行星機構之傳遞體傳遞扭矩。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]美國專利公開第2012/0010036號公報
[發明所欲解決之問題] 當驅動曲柄及第1馬達而使輸出體旋轉時，會對第2馬達之旋轉軸賦予與旋轉方向相反方向之反作用力。第2馬達必須抵抗該反作用力而旋轉，故難以小型化。 本發明之目的在於提供一種可有助於使第2馬達小型化之自行車用驅動裝置。 [解決問題之技術手段] (1)本發明之自行車用驅動裝置之一形態包含：第1行星機構，其包含被輸入曲柄之旋轉之第1輸入體、對應於上述第1輸入體之旋轉而旋轉之第1輸出體、及用以將上述第1輸入體之旋轉傳遞至上述第1輸出體之第1傳遞體；第1馬達，其能夠使上述第1輸入體、上述第1輸出體及曲柄之至少一者旋轉；第2馬達；及減速機構，其將上述第2馬達之旋轉減速而傳遞至上述第1傳遞體。 (2)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述減速機構具有：第2行星機構，其包含被輸入上述第2馬達之旋轉之第2輸入體、對應於上述第2輸入體之旋轉而旋轉之第2輸出體、及用以將上述第2輸入體之旋轉傳遞至上述第2輸出體之第2傳遞體。 (3)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述第2輸入體包含第2太陽齒輪，上述第2輸出體包含第2行星齒輪及第2載架，上述第2傳遞體包含第2環齒輪。 (4)於上述自行車用驅動裝置之一例中，進而包含殼體，上述第2環齒輪無法旋轉地由上述殼體支持。 (5)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述第1輸入體包含第1環齒輪，上述第1輸出體包含第1行星齒輪及第1載架，上述第1傳遞體包含第1太陽齒輪，上述第1行星齒輪包含與上述第1環齒輪嚙合之第1齒輪部、及與上述第1太陽齒輪嚙合之第2齒輪部，上述第1齒輪部之齒數與上述第2齒輪部之齒數不同。 (6)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述第1輸出體包含第1環齒輪，上述第1輸入體包含第1行星齒輪及第1載架，上述第1傳遞體包含第1太陽齒輪，上述第1行星齒輪包含與上述第1環齒輪嚙合之第1齒輪部、及與上述第1太陽齒輪嚙合之第2齒輪部，上述第1齒輪部之齒數與上述第2齒輪部之齒數不同。 (7)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述第1齒輪部之齒數少於上述第2齒輪部之齒數。 (8)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述第1輸入體包含第1環齒輪，上述第1輸出體包含第1行星齒輪及第1載架，上述第1傳遞體包含第1太陽齒輪，上述第1輸入體及上述第2傳遞體一體地旋轉。 (9)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述第1輸入體包含第1行星齒輪及第1載架，上述第1輸出體包含第1環齒輪，上述第1傳遞體包含第1太陽齒輪，上述第1輸出體及上述第2傳遞體一體地旋轉。 (10)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述第1太陽齒輪之齒數與上述第2太陽齒輪之齒數相等。 (11)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述第1環齒輪之齒數與上述第2環齒輪之齒數相等。 (12)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述第2行星機構與上述第1行星機構設置於同軸。 (13)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述曲柄包含曲柄軸，上述第1行星機構與上述曲柄軸配置於同軸，且配置於上述曲柄軸之徑向外側。 (14)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述曲柄包含曲柄軸，上述曲柄軸之一部分配置於較上述第1行星機構之外周部更靠近上述第1行星機構之徑向之外側。 (15)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述第1行星機構之旋轉軸心與上述曲柄軸之旋轉軸心平行，上述第1馬達其輸出軸之旋轉軸心與上述曲柄軸之上述旋轉軸心平行，且配置於與上述曲柄軸相鄰、於且上述曲柄軸之周向上與上述第1行星機構不同之位置。 (16)於上述自行車用驅動裝置之一例中，上述第2馬達其輸出軸之旋轉軸心與上述第1輸入體之旋轉軸心配置於同軸線上。 [發明效果] 本發明之自行車用驅動裝置可進一步進行因應行駛狀況等之控制。
(第1實施形態) 圖1係搭載自行車用驅動裝置30之電動輔助自行車(以下稱為「自行車10」)之側視圖。於一例中，自行車10具備曲柄12、一對腳踏板14、前鏈輪16、後鏈輪18、及鏈條20。曲柄12包含一對曲柄臂22及曲柄軸32。 一對曲柄臂22以可與曲柄軸32一體地旋轉之狀態而連結於曲柄軸32之兩端部各者。腳踏板14包含腳踏板本體14A及腳踏板軸14B。腳踏板軸14B以可與曲柄臂22一體地旋轉之狀態連結於曲柄臂22。腳踏板本體14A以可相對於腳踏板14B旋轉之狀態而由腳踏板軸14B支持。 前鏈輪16與自行車用驅動裝置30之輸出部34(參照圖2)連結。後鏈輪18與驅動輪(圖示略)連結。鏈條20繞掛於前鏈輪16及後鏈輪18。於一例中，驅動輪為後輪。連結有後鏈輪18之驅動輪之輪轂亦可以包含腳剎車而構成。 如圖2所示，自行車用驅動裝置30包含第1行星機構36、第1馬達38、第2馬達40、及減速機構42。於一例中，自行車用驅動裝置30進而包含曲柄軸32、殼體44、及控制部46。自行車用驅動裝置30係輔助輸入至曲柄12之輸入驅動力。曲柄軸32以可相對於殼體44旋轉之狀態而由殼體44支持。曲柄軸32之軸向之一端部經由軸承33A而由殼體44支持，另一端部經由軸承33B而受支持於輸出部34。曲柄軸32可相對於殼體44朝使自行車10前進之方向(以下為「第1方向RA」)、及朝與正轉方向相反之方向(以下為「第2方向RB」)旋轉。曲柄軸32亦可形成為實心，亦可形成為空心。 第1行星機構36、第1馬達38、第2馬達40、輸出部34、曲柄軸32、減速機構42及控制部46設置於殼體44。控制部46雖較佳為設置於殼體44之內部空間，但亦可設置於殼體44之外部，例如自行車10之車架。 曲柄軸32之兩端部自殼體44突出。自腳踏板14(參照圖1)輸入至曲柄軸32之旋轉，被傳遞至圖2所示之第1行星機構36之第1輸入體48。 輸出部34具有供曲柄軸32插通之孔34A。輸出部34形成為筒狀。輸出部34可繞曲柄軸32之旋轉軸心旋轉地配置。對輸出部34傳遞行星機構36之第1輸出體50之旋轉。輸出部34之一端自殼體44突出。輸出部34隔著軸承33C可旋轉地由殼體44支持。於輸出部34之自殼體44突出之部分，藉由螺栓B安裝前鏈輪16。螺栓B以於與輸出部34之間固定前鏈輪16之方式旋入至輸出部34之孔34A。亦可於輸出部34之外周部設置花鍵。例如，將前鏈輪16扣合於該花鍵而阻止前鏈輪16之相對於曲柄軸32繞旋轉軸心之旋轉。且，藉由形成於曲柄軸32之外周部之階差與螺栓B，阻止前鏈輪16之旋轉軸心方向之移動。前鏈輪16及螺栓B亦可安裝於輸出部34之外周部。前鏈輪16亦可為滑輪。 第1行星機構36係行星齒輪機構。第1行星機構36包含第1輸入體48、第1傳遞體52、及第1輸出體50。第1行星機構36與曲柄軸32同軸配置，且配置於曲柄軸32之徑向外側。 如圖2所示，第1輸入體48被輸入曲柄軸32之旋轉。第1輸入體48形成為環狀。第1輸入體48以與曲柄軸32同軸之方式配置，且固定設置於曲柄軸32。第1輸入體48包含第1環齒輪48A及第1馬達側齒輪48B。第1環齒輪48A設置於第1輸入體48之內周部。第1馬達側齒輪48B設置於第1輸入體48之外周部。第1輸入體48藉由花鍵嵌合或壓入而安裝於曲柄軸32之外周部。因此，第1輸入體48與曲柄軸32一體地旋轉。 第1傳遞體52將第1輸入體48之旋轉傳遞至第1輸出體50。第1傳遞體52包含第1太陽齒輪52A。第1傳遞體52形成為環狀。第1傳遞體52隔著軸承可旋轉地受支持於輸出部34。 第1輸出體50對應於第1輸入體48之旋轉而旋轉。第1輸出體50包含複數個第1行星齒輪54、複數個第1行星銷56、及第1載架58。第1行星齒輪54配置於第1太陽齒輪52A與第1環齒輪48A之間。第1行星齒輪54包含第1齒輪部54A及第2齒輪部54B。第1齒輪部54A之齒數與第2齒輪部54B之齒數不同。第1齒輪部54A之齒數少於第2齒輪部54B之齒數。第1行星齒輪54為多階之行星齒輪。第1齒輪部54A之齒嚙合於第1環齒輪48A。第2齒輪部54B之齒嚙合於第1太陽齒輪52A。 第1行星銷56於軸向貫通各個第1行星齒輪54。第1行星銷56可與第1載架58一體旋轉。第1行星齒輪54係以可相對於第1行星銷56而旋轉之狀態由第1行星銷56支持。第1行星銷56支持於第1載架58。第1行星齒輪54及第1行星銷56同軸設置。第1行星銷56亦可為可旋轉地受支持於第1載架58，且固定設置於第1行星齒輪54。第1載架58形成為環狀。 第1載架58之旋轉被輸出至輸出部34。第1載架58之內周部藉由花鍵嵌合或壓入而安裝於輸出部34之外周部。因此，第1輸出體50與輸出部34一體地旋轉。 第1馬達38由殼體44支持。第1馬達38係於曲柄軸32之徑向上配置於曲柄軸32之外側。第1馬達38可使第1輸入體48旋轉。設置於第1馬達38之輸出軸38A之齒輪38B與第1輸入體48之第1馬達側齒輪48B嚙合。齒輪38B之齒數少於第1馬達側齒輪48B之齒數。因此，第1馬達38之旋轉係經旋轉速度減速且扭矩增大而被傳遞至第1輸入體48。 第2馬達40由殼體44支持。第2馬達40其輸出軸之旋轉軸心與第1輸入體48之旋轉軸心配置於同軸線上。第2馬達40可經由減速機構42而使第1傳遞體52旋轉。 減速機構42係將第2馬達40之旋轉減速而傳遞至第1傳遞體52。減速機構42包含第2行星機構60。第2行星機構60係行星齒輪機構。第2行星機構60包含第2輸入體62、第2輸出體64、及第2傳遞體66。第2行星機構60之旋轉軸心與曲柄軸32之旋轉軸心一致。第2行星機構60與第1行星機構36同軸設置。 第2輸入體62被輸入第2馬達40之旋轉。第2輸入體62形成為環狀。第2輸入體62經由軸承可旋轉地受支持於輸出部34。第2輸入體62包含第2太陽齒輪62A。第2太陽齒輪62A與第2馬達40之輸出軸一體地形成。於其他例中，第2太陽齒輪62A與第2馬達40之輸出軸個別形成而安裝於第2馬達40之輸出軸。第1太陽齒輪52A之齒數與第2太陽齒輪62A之齒數相等。第1太陽齒輪52A之齒數與第2太陽齒輪62A之齒數亦可不同。第2馬達40之輸出軸形成為環狀。 第2傳遞體66係為了將第2輸入體62之旋轉傳遞至第2輸出體64而設置。第2傳遞體66包含第2環齒輪66A。第2環齒輪66A無法旋轉地由殼體44支持。第2傳遞體66可與殼體44一體地形成，亦可與殼體44個別形成而安裝於殼體44。第1環齒輪48A之齒數與第2環齒輪66A之齒數相等。第1環齒輪48A之齒數與第2環齒輪66A之齒數亦可不同。 第2輸出體64對應於第2輸入體62之旋轉而旋轉。第2輸出體64包含複數個第2行星齒輪68、複數個第2行星銷70、及第2載架72。複數個第2行星齒輪68配置於第2太陽齒輪62A與第2環齒輪66A之間，且分別與第2太陽齒輪62A與第2環齒輪66A嚙合。 第2行星銷70於軸向貫通各個第2行星齒輪68。第2行星銷70可與第2載架72一體旋轉。第2行星齒輪68以可相對於第2行星銷70旋轉之狀態而由第2行星銷70支持。第2行星銷70為第2載架72所支持。第2行星齒輪68及第2行星銷70同軸設置。第2行星銷70亦可為可旋轉地受支持於第2載架72，且固定設置於第2行星齒輪68。第2載架72形成為環狀。 第2載架72之旋轉被輸出至第1傳遞體52。第2載架72係與第1傳遞體52一體地形成。於其他例中，第2載架72係與第1傳遞體52個別形成且無法旋轉地安裝於第1傳遞體52之外周部。第2載架72係與第1傳遞體52一體地旋轉。第2載架72及第2輸入體62經由軸承33D可旋轉地受支持於輸出部34。 控制部46包含CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)及記憶體。控制部46進而包含搭載CPU及記憶體之電路基板。於一例中，記憶體包含非揮發性記憶體，記憶有由CPU執行之控制程式及各種設定資訊。控制部46與第1馬達38及第2馬達40電性連接。對控制部46輸入來自各種感測器之信號。各種感測器較佳為包含檢測車速之車速感測器。自設置於自行車10之電池(未圖示)，對控制部46及馬達38、40供給電力。 控制部46控制第1馬達38及第2馬達40。具體而言，控制部46根據輸入驅動力、曲柄軸32之旋轉速度、及車速之至少一者而控制第1馬達38及第2馬達40之旋轉。控制部46基於預先設定之輔助比，根據輸入驅動力而控制第1馬達38之輸出扭矩。輸入驅動力例如基於第2馬達40之扭矩進行運算。可藉由檢測第2馬達40之扭矩而推定輸入驅動力。控制部46亦可以第1模式、第2模式、第3模式及第4模式中任一者控制第1馬達38及第2馬達40。控制部46於第1模式中僅驅動第1馬達38，於第2模式中驅動第1馬達38及第二馬達40兩者，於第3模式中僅驅動第2馬達40，於第4模式中不驅動第1馬達38及第2馬達40兩者。亦可藉由操作部而選擇各模式。第2馬達40之扭矩因與第1輸入體48之扭矩成正比，故控制部46藉由檢測第2馬達40之扭矩，可求得輸入驅動力。即使於第1輸入體48之扭矩係由第1馬達38與輸入驅動力而產生之情形，由於控制部46控制第1馬達38之扭矩，故可僅求出輸入驅動力。第2馬達40之扭矩可基於檢測第2馬達40之電流、賦予至第2馬達40之電流、或控制部46對於第2馬達40之控制參數而求得。曲柄軸32之旋轉速度係例如基於第1馬達38之旋轉數而運算。控制部46可自第1馬達38之旋轉數計算而求得曲柄軸32之旋轉速度。控制部46基於第1馬達38之電流或設置於第1馬達38之編碼器之檢測信號，定義第1馬達38之旋轉速度。 各種感測器亦可包含檢測輸入驅動力之扭矩感測器及檢測曲柄軸32之轉速之轉速感測器等。扭矩感測器例如為應變計、半導體應變感測器、或磁致伸縮感測器。扭矩感測器例如安裝於曲柄軸32或第1輸入體48，檢測曲柄軸32之扭矩。於其他例中，扭矩感測器安裝於輸出部34而檢測施加於輸出部34之扭矩。轉速感測器設置於殼體44內，且包含檢測設置於曲柄軸32之磁石之磁性感測器。車速係例如基於車速感測器之輸出而運算。控制部46較佳為於曲柄軸32之旋轉停止時、及曲柄軸32向第2方向RB旋轉時，停止對第1馬達38及第2馬達40供給電力。控制部46亦可基於來自騎士可操作之變速指示裝置之指令，控制第2馬達40之旋轉。 控制部46藉由使第1馬達38旋轉，而使第1輸入體48於正轉方向旋轉。於第1輸入體48於正轉方向旋轉時，對輸出部34傳遞向自行車10前進之方向之旋轉。於本實施形態中，正轉方向與曲柄軸32之第1方向RA為同一方向。 控制部46藉由使第2馬達40旋轉，而使第1傳遞體52於正轉方向旋轉。自第2馬達40傳遞至第1傳遞體52之正轉方向之扭矩越大，則行星機構36之變速比r越大。此處將減速之情形之變速比定義為負的變速比，減速比越大則變速比越小。控制部46藉由控制第2馬達40之旋轉速度，可連續地變更變速比r。另，行星機構36之變速比r係相對於輸入至第1輸入體48之旋轉速度之自第1輸出體50輸出之旋轉速度之比。行星機構36雖可無段變速，但控制部46較佳係以成為預先設定之複數個變數比之任一者之方式控制第2馬達40之旋轉。減速機構42之減速比係以自曲柄軸32及第1馬達38賦予第2馬達40之輸出軸之扭矩成為曲柄軸32及第1馬達38合計之扭矩之5%以下、較佳為2%以下、尤佳為1%以下之方式選擇。 針對自行車用驅動裝置30之作用及效果進行說明。 自行車用驅動裝置30包含將第2馬達40之旋轉減速而傳遞至第1傳遞體52之減速機構42。因此，因可減小自曲柄軸32及第1馬達38賦予第2馬達40之輸出軸之扭矩，故可有助於第2馬達之小型化。 自行車用驅動裝置30包含第1馬達38及第2馬達40。因此，可獨立進行藉由第2馬達40之變速比r之變更、與藉由第1馬達38之輔助力之變更。因此，可進一步進行因應行駛狀況等之控制。 因第2馬達40之輸出軸之旋轉軸心與第1輸入體48之旋轉軸心配置於同軸線上，故相較於第2馬達40之輸出軸之旋轉軸心與第1輸入體48之旋轉軸心不同之情形，可將自行車用驅動裝置30之構成簡化。 (第2實施形態) 參照圖3，針對第2實施形態之自行車用驅動裝置30A進行說明。對於與第1實施形態共通之部分，附加與第1實施形態相同之符號並省略其說明。 本實施形態之自行車用驅動裝置30A包含：第1行星機構74、第1馬達38、第2馬達40、及減速機構42。於一例中，自行車驅動裝置30A進而包含：曲柄軸32、輸出部34、殼體44、控制部46、及切換機構88。 第1行星機構74係行星齒輪機構。第1行星機構74包含第1輸入體76、第1輸出體80、及第1傳遞體78。第1輸入體76被輸入曲柄軸32之旋轉。第1傳遞體78形成為環狀。 第1輸入體76包含複數個第1行星齒輪82、複數個第1行星銷84、及第1載架86。第1行星齒輪82包含第1齒輪部82A及第2齒輪部82B。第1齒輪部82A之齒數與第2齒輪部82B之齒數不同。第1齒輪部82A之齒數少於第2齒輪部82B之齒數。第1行星齒輪82為多階之行星齒輪。第1齒輪部82A之齒嚙合於第1輸出體80之第1環齒輪80A。第2齒輪部82B之齒嚙合於第1傳遞體78之第1太陽齒輪78A。於第1載架86之外周部，設置有第1馬達側齒輪86A。第1馬達側齒輪86A與第1馬達38之齒輪38B嚙合。 第1傳遞體78係為了將第1輸入體76之旋轉傳遞至第1輸出體80而設置。第1傳遞體78包含第1太陽齒輪78A。 第1輸出體80對應於第1輸入體76之旋轉而旋轉。第1輸出體80形成為環狀。第1輸出體80包含第1環齒輪80A。第1環齒輪80A設置於第1輸出體80之內周部。第1輸出體80以與輸出部34同軸之方式配置，且固定設置於輸出部34之外周部。第1輸出體80亦可與輸出部34一體地成形。 第1馬達38可使第1輸入體76旋轉。齒輪38B之齒數少於第1馬達側齒輪86A之齒數。因此，第1馬達38之旋轉係將旋轉速度減速且扭矩增大而傳遞至第1輸入體76。 第2馬達40由殼體44支持。第2馬達40之輸出軸之旋轉軸心與第1輸入體76之旋轉軸心配置於同軸線上。第2馬達40可經由減速機構42而使第1傳遞體78旋轉。具體而言，減速機構42之第2載架72之旋轉被輸出至第1傳遞體78。第2載架72與第1傳遞體78一體地形成。於其他例中，第2載架72與第1傳遞體78個別形成且無法旋轉地安裝於第1傳遞體78之外周部。第2載架72與第1傳遞體78一體地旋轉。第2載架72及第2輸入體62經由軸承33E可旋轉地受支持於曲柄軸32，而非如第一實施例般受支持於輸出部34。 控制部46係控制第1馬達38及第2馬達40。控制部46藉由使第2馬達40旋轉，而使第1傳遞體78於正轉方向旋轉。此時之第1行星機構36之變速比r大於「1」。 切換構件88配置於曲柄軸32與輸出部34或第1輸出體80之間。切換機構88可為圖7及圖8所示之構成，亦可為一般之滾子離合器或爪式離合器。於曲柄軸32向第1方向RA旋轉時，切換機構88容許曲柄軸32與輸出部34之相對旋轉。於曲柄軸32向第2方向RB旋轉時，切換機構88使曲柄軸32與輸出部34一體地旋轉。於使曲柄軸32朝第2方向RB旋轉時，藉由切換機構88可使腳剎車作動。根據第2實施形態，可獲得與第1實施形態相同之效果。 (第3實施形態) 參照圖4針對第3實施形態之自動車用驅動裝置30B進行說明。對於與第1實施形態共通之部分，附加與第1實施形態相同之符號並省略其說明。 本實施形態之自行車用驅動裝置30B包含：第1行星機構136、第1馬達38、第2馬達40、及減速機構142。於一例中，自行車用驅動裝置30B進而包含曲柄軸32、輸出部34、殼體44、及控制部46。 第1行星機構136包含：第1輸入體48、第1輸出體90、及第1傳遞體52。第1輸出體90對應於第1輸入體48之旋轉而旋轉。第1輸出體90包含：複數個第1行星齒輪92、複數個第1行星銷56、及第1載架58。第1行星齒輪92配置於第1太陽齒輪52A與第1環齒輪48A之間。第1行星齒輪92嚙合於第1環齒輪48A及第1太陽齒輪52A。 減速機構142包含第2行星機構160。第2行星機構160包含：第2輸入體62、第2輸出體64、及第2傳遞體94。第2傳遞體94包含第2環齒輪94A。第2傳遞體94與第1輸入體48一體形成。第2環齒輪94A與第1環齒輪48A一體形成。第1輸入體48及第2傳遞體94一體地旋轉。第2輸出體64之第2行星齒輪68受支持於第1傳遞體52及第2傳遞體94。第2行星齒輪68嚙合於第2太陽齒輪62A及第2環齒輪94A。第2行星齒輪68之齒數與第1行星齒輪92之齒數相等。 根據第3實施形態，除與第1實施形態相同之效果外，亦可獲得以下之效果。 相較於第2傳遞體94相對於殼體44不可旋轉地受支持時，第2行星機構160之減速程度在藉由曲柄軸32而旋轉之第1輸入體48之旋轉下更大。因此，可更佳地減小自曲柄軸32及第1馬達38賦予第2馬達40之輸出軸之扭矩，故可進一步有助於第2馬達40之小型化。 (第4實施形態) 參照圖5，針對第4實施形態之自行車用驅動裝置30C進行說明。對於與第2實施形態共通之部分，附加與第2實施形態相同之符號並省略其說明。 本實施形態之自行車用驅動裝置30C包含：第1行星機構274、第1馬達38、第2馬達40、及減速機構242。於一例中，自行車用驅動裝置30C進而包含：曲柄軸32、輸出部34、殼體44、控制部46、及切換機構88。 曲柄軸32包含曲柄軸本體32A及第1馬達側齒輪32B。第1馬達側齒輪32B形成為環狀。第1馬達側齒輪32B與曲柄軸本體32A同軸設置，且固定於曲柄軸本體32A之外周部。第1馬達38之輸出軸38A嚙合於第1馬達側齒輪32B。第1馬達38可使曲柄軸32旋轉。 第1行星機構274包含：第1輸入體96；第1輸出體80；及第1傳遞體78。第1輸出體80對應於第1輸入體96之旋轉而旋轉。第1輸入體96包含複數個第1行星齒輪98、複數個第1行星銷84、及第1載架86。第1載架86形成為環狀。第1載架86與曲柄軸本體32A同軸設置，且固定於曲柄軸本體32A之外周部。第1行星齒輪98配置於第1太陽齒輪78A與第1環齒輪80A之間。第1行星齒輪98嚙合於第1環齒輪80A及第1太陽齒輪78A。 減速機構242包含第2行星機構260。第2行星機構260包含第2輸入體62、第2輸出體64、及第2傳遞體100。第2傳遞體100包含第2環齒輪100A。第2傳遞體100與第1輸出體80一體形成。第2環齒輪100A與第1環齒輪80A一體形成。第1輸出體80及第2傳遞體100一體旋轉。 第2輸出體64之第2行星齒輪68受支持於第1傳遞體78及第2傳遞體100。第2行星齒輪68嚙合於第2太陽齒輪62A及第2環齒輪100A。第2行星齒輪68之齒數與第1行星齒輪98之齒數相等。根據第4實施形態，可獲得與第1～第3實施形態相同之效果。 (第5實施形態) 參照圖6，針對第5實施形態之自行車用驅動裝置30D進行說明。對於與第3實施形態共通之部分，附加與第3實施形態相同之符號並省略其說明。 本實施形態之自行車用驅動裝置30D包含：第1行星機構336、第1馬達38、第2馬達40、及減速機構142。於一例中，自行車用驅動裝置30D進而包含：曲柄軸32、輸出部34、殼體44、控制部46、單向離合器102、及切換機構88。 第1行星機構336係行星齒輪機構。第1行星機構336包含：第1輸入體48、第1傳遞體52、及第1輸出體90。第1行星機構336之旋轉軸心與曲柄軸32之旋轉軸心不同。第1行星機構336之旋轉軸心與曲柄軸32之旋轉軸心平行。曲柄軸32之一部分配置於較第1行星機構336之外周部更靠近第1行星機構336之徑向之外側。 於第1輸入體48之第1環齒輪48A之外周部，設置第2齒輪48C。第2齒輪48C與設置於曲柄軸32之外周部之第1齒輪32C嚙合。第2齒輪48C之齒數少於第1齒輪32C之齒數。因此，將曲柄軸32之旋轉增速而輸入至第1行星機構336。 於第1輸出體90之第1載架58之外周部設置第3齒輪58A。第3齒輪58A與設置於輸出部34之外周部之第4齒輪34B嚙合。第4齒輪34B之齒數多於第3齒輪58A之齒數。因此，將第1行星機構336之旋轉減速而輸入至輸出部34。 第1齒輪32C之齒數與第4齒輪34B之齒數不同。第1齒輪32C之齒數較佳為多於第4齒輪34B之齒數。第1齒輪32C之齒數與第4齒輪34B之齒數之差較佳為較小。 第1馬達38其輸出軸38A之旋轉軸心與曲柄軸32之旋轉軸心平行，且配置於與曲柄軸32相鄰、且於曲柄軸32之周向上與第1行星機構336不同之位置。曲柄軸32包含曲柄軸本體32A及第1齒輪32C。第1馬達38之輸出軸38A嚙合於第1齒輪32C。第1馬達38可使曲柄軸32旋轉。 單向離合器102配置於第1環齒輪48A與第1載架58之間。於一例中，單向離合器102由滾子離合器或爪式離合器構成。單向離合器102於曲柄軸32向第2方向RB旋轉時不將第1環齒輪48A之旋轉傳遞至第1載架58。單向離合器102係於曲柄軸32向第1方向RA旋轉時、且於第1載架58之旋轉速度為第1環齒輪48A之旋轉速度以上時，容許第1載架58與第1環齒輪48A之相對旋轉。單向離合器102係於曲柄軸32向第1方向RA旋轉時、且於第1載架58之旋轉速度為第1環齒輪48A之旋轉速度以下時，使第1載架58與第1環齒輪48A一體地旋轉。 參照圖6～圖8，針對切換機構88之構成進行說明。另，圖7及圖8係將切換機構88之一部分之構件投影於垂直於曲柄軸32之同一平面上之模式圖。 如圖6所示，切換機構88之至少一部分配置於曲柄軸32與輸出部34之間。切換機構88係於曲柄軸32向第1方向RA旋轉時，容許曲柄軸32與輸出部34之相對旋轉。切換機構88係於曲柄軸32向第2方向RB旋轉時，使曲柄軸32與輸出部34一體地旋轉。 如圖7所示，切換機構88包含：複數個滾動體106、保持部108、第1賦能構件110、第2賦能構件112、及複數個槽32E。槽32E形成於曲柄軸32之外周部。於圖7中，雖僅顯示2個滾動體106，但滾動體106較佳為設置3個以上，且於曲柄軸32之周向均等地空開間隔而配置。槽32E形成於設置於曲柄軸32之外周部之支持部32D。槽32E隨著朝向第2方向RB而逐漸變深。 滾動體106配置於支持部32D之外周部。詳細而言，滾動體106配置於曲柄軸32之外周部與輸出部34之內周部之間。滾動體106配置於槽32E。曲柄軸32之支持部32D可接觸於滾動體106。 保持部108保持複數個滾動體106。複數個滾動體106可旋轉地受保持於保持部108。第1賦能構件110經由保持部108將滾動體106向第2方向RB賦能。第2賦能構件112可滑動地由殼體44支持。第2賦能構件112於曲柄軸32向第2方向RB旋轉時，經由保持部108使滾動體106相對於曲柄軸32朝第1方向RA相對移動。第1賦能構件110例如由螺旋彈簧等之彈簧形成。第2賦能構件112例如由滑動彈簧形成。第2賦能構件112具有形成為環狀之環狀部分112A、與自環狀部分向周向之內側突出之一端部112B。第2賦能構件112之環狀部分112A係可朝曲柄軸32之周向旋轉地由殼體44支持。第2賦能構件112之一端部112B設置為可接觸於保持部108。 針對切換機構88之動作進行說明。 於圖6所示之曲柄軸32向第1方向RA旋轉時，第1行星機構336之變速比r藉由單向離合器102維持在「1」以上。如圖7所示，於曲柄軸32向第1方向RA旋轉時，第1賦能構件110及第2賦能構件112經由保持部108將向第2方向RB之力賦予滾動體106。第2賦能構件112係於保持部108隨著曲柄軸32之旋轉而朝第1方向RA旋轉時，抑制滾動體106相對於曲柄軸32朝第1方向RA相對移動。因此，滾動體106位於槽32E之較深部分。因此，滾動體106與輸出部34分離，而容許曲柄軸32與輸出部34之相對旋轉。 如圖8所示，於曲柄軸32向第2方向RB旋轉時，第2賦能構件112經由保持部108對滾動體106賦予向第1方向RA之力，且使滾動體106相對於曲柄軸32朝第1方向RA相對移動。若自第2賦能構件112賦予滾動體106之朝第1方向RA之力，大於自第1賦能構件110賦予滾動體106之朝第2方向RB之力，則滾動體106位於槽32E之較淺部分。因此，滾動體106與曲柄軸32之外周部及輸出部34兩者接觸，而限制曲柄軸32與輸出部34之相對旋轉。因此，輸出部34與曲柄軸32一體地旋轉。 第5實施形態之自行車用驅動裝置30D除第1～第3之實施形態之效果外，可獲得以下之效果。 自行車用驅動裝置30D係於曲柄軸32之外周部配置行星機構36。因此，可抑制曲柄軸32與驅動輪之距離變大。 自行車用驅動裝置30D將曲柄軸32之旋轉增速而傳遞至行星機構336。因此，輸入至行星機構336之扭矩變小。因此，可有助於第2馬達40之小型化。 (第6實施形態) 參照圖9，針對第6實施形態之自行車用驅動裝置30E進行說明。對於與第4實施形態共通之部分，附加與第4實施形態相同之符號並省略其說明。 本實施形態之自行車用驅動裝置30E包含：第1行星機構274、第1馬達38、第2馬達40、及減速機構242。於一例中，自行車用驅動裝置30E進而包含：曲柄軸32、輸出部34、殼體44、控制部46、及切換機構88。 第1馬達38其輸出軸38A之旋轉軸心與曲柄軸32之旋轉軸心平行，且配置於與曲柄軸32相鄰、且於曲柄軸32之周向上與第1行星機構274不同之位置。曲柄軸32具備曲柄軸本體32A及第1齒輪32C。第1馬達38之輸出軸38A嚙合於第1齒輪32C。第1馬達38可使曲柄軸32旋轉。 於第1輸入體96之第1載架86之外周部設置第2齒輪86C。第2齒輪86C與設置於曲柄軸32之外周部之第1齒輪32C嚙合。第2齒輪86C之齒數少於第1齒輪32C之齒數。因此，曲柄軸32之旋轉被增速而輸入至第1行星機構274。 於第1輸出體80之第1環齒輪80A之外周部設置第3齒輪80B。第3齒輪80與設置於輸出部34之外周部之第4齒輪34B嚙合。第4齒輪34B之齒數多於第3齒輪80B之齒數。因此，第1行星機構336之旋轉被減速而輸入至輸出部34。 第1馬達38其輸出軸38A之旋轉軸心與曲柄軸32之旋轉軸心平行，且配置於與曲柄軸32相鄰、且於曲柄軸32之周向上與第1行星機構274不同之位置。曲柄軸32具備曲柄軸本體32A及第1齒輪32C。第1馬達38之輸出軸38A嚙合於第1齒輪32C。第1馬達38可使曲柄軸32旋轉。根據第6實施形態，可獲得與第1、第3及第5實施形態相同之效果。 (變化例) 上述各實施形態之說明係本發明之自行車用驅動裝置可採取之形態之例示，並未意圖限制其形態。本發明之自行車用驅動裝置可採取例如以下所示之上述各實施形態之變化例、及將不相互矛盾之至少2個變化例加以組合之形態。 ・第2、第4、第5及第6實施形態之切換機構88亦可於輸出部34之內周部形成配置有滾動體106之槽。於任一實施形態中，於曲柄軸32與輸出部34之間可設置切換機構，該切換機構係於曲柄軸32朝第1方向RA旋轉時容許曲柄軸32與輸出部34之相對旋轉，於曲柄軸32朝第2方向RB旋轉時使曲柄軸32與輸出部34一體地旋轉。又，亦可省略第2、第4、第5及第6實施形態之切換機構88。 ・第5及第6實施形態之自行車用驅動裝置30D、30E亦可進而包含於第1齒輪32C與第2齒輪48C、86C間將第1齒輪32C之旋轉增速而傳遞至第2齒輪48C、86C之齒輪。又，亦可使用捲繞於曲柄軸32與第1輸入體48、76之皮帶或鏈條而增速。總之，只要為可將曲柄軸32之旋轉增速而傳遞至第1輸入體48、76之增速機構，則任何構成皆可採用。於第5實施形態中，亦可省略單向離合器102。 ・第5及第6實施形態之自行車用驅動裝置30D、30E亦可進而包含於第3齒輪58A、80B與第4齒輪34B之間將第3齒輪58A、80B之旋轉減速而傳遞至第4齒輪34B之齒輪。又，亦可使用捲繞於第1輸出體50、82與輸出部34之皮帶或鏈條而減速。總之，只要為可將第1輸出體50、80之旋轉減速而傳遞至第1輸出體50、80之增速機構，則亦可採用任一者之構成。另，於第1齒輪32C與第2齒輪48C、86C之間，及於第3齒輪58A、80B與第4齒輪34B之間使用皮帶或鏈條之情形，各實施形態之行星機構336、274之構件之旋轉方向與曲柄軸32及輸出部34之旋轉方向之關係顛倒。因此，單向離合器102及切換機構88之構成亦較佳為對應於旋轉方向之關係而變更。 ・亦可將各實施形態之減速機構42、142、242變更為包含各自繞固定於殼體44之相對平行之軸旋轉且相互嚙合之複數個齒輪之減速機構。於該情形時亦因可使第2馬達40之扭矩增大而使第1傳遞體52、78旋轉，故可有助於第2馬達40之小型化。 ・各實施形態之第1馬達38亦可使第1輸出體50、80旋轉。例如，於第1輸出體50、80之外周部設置齒輪，且與第1馬達38之輸出軸38A之齒輪38B嚙合。 ・各實施形態之行星機構36、74、136、274及336亦可採用行星式輥軸機構。於該情形，太陽齒輪為太陽滾輪，行星齒輪為行星滾輪，環齒輪為環形滾輪。 ・於各實施形態中，各行星機構，輸入體、輸出體及傳遞體各自包含以下(A)～(C)之一種，且若輸入體、輸出體及傳遞體包含由以下(A)～(C)之全部構成之組合，亦可採用任一者之構成。(A)為太陽齒輪，(B)為環齒輪，(C)為行星齒輪及載架。 ・於各實施形態中，各齒輪可由平齒輪形成，亦可由斜齒輪形成。於各實施形態中，各齒輪可為金屬製，亦可為樹脂製。
10‧‧‧自行車
12‧‧‧曲柄
14‧‧‧腳踏板
14A‧‧‧腳踏板本體
14B‧‧‧腳踏板軸
16‧‧‧前鏈輪
18‧‧‧後鏈輪
20‧‧‧鏈條
22‧‧‧曲柄臂
30‧‧‧自行車用驅動裝置
30A‧‧‧自行車用驅動裝置
30B‧‧‧自行車用驅動裝置
30C‧‧‧自行車用驅動裝置
30D‧‧‧自行車用驅動裝置
30E‧‧‧自行車用驅動裝置
32‧‧‧曲柄軸
32D‧‧‧支持部
32E‧‧‧槽
32A‧‧‧曲柄軸本體
32B‧‧‧第1馬達側齒輪
32C‧‧‧第1齒輪
33A‧‧‧軸承
33B‧‧‧軸承
33C‧‧‧軸承
33D‧‧‧軸承
33E‧‧‧軸承
34‧‧‧輸出部
34A‧‧‧孔
34B‧‧‧第4齒輪
36‧‧‧第1行星機構
38‧‧‧第1馬達
38A‧‧‧輸出軸
38B‧‧‧齒輪
40‧‧‧第2馬達
42‧‧‧減速機構
44‧‧‧殼體
46‧‧‧控制部
48‧‧‧第1輸入體
48A‧‧‧第1環齒輪
48B‧‧‧第1馬達側齒輪
48C‧‧‧第2齒輪
50‧‧‧第1輸出體
52‧‧‧第1傳遞體
52A‧‧‧第1太陽齒輪
54‧‧‧第1行星齒輪
54A‧‧‧第1齒輪部
54B‧‧‧第2齒輪部
56‧‧‧第1行星銷
58‧‧‧第1載架
58A‧‧‧第3齒輪
60‧‧‧第2行星機構
62‧‧‧第2輸入體
62A‧‧‧第2太陽齒輪
64‧‧‧第2輸出體
66‧‧‧第2傳遞體
66A‧‧‧第2環齒輪
68‧‧‧第2行星齒輪
70‧‧‧第2行星銷
72‧‧‧第2載架
74‧‧‧第1行星機構
76‧‧‧第1輸入體
78‧‧‧第1傳遞體
78A‧‧‧第1太陽齒輪
80‧‧‧第1輸出體
80A‧‧‧第1環齒輪
80B‧‧‧第3齒輪
82‧‧‧第1行星齒輪
82A‧‧‧第1齒輪部
82B‧‧‧第2齒輪部
84‧‧‧第1行星銷
86‧‧‧第1載架
86A‧‧‧第1馬達側齒輪
86C‧‧‧第2齒輪
88‧‧‧切換機構
90‧‧‧第1輸出體
92‧‧‧第1行星齒輪
94‧‧‧第2傳遞體
94A‧‧‧第2環齒輪
96‧‧‧第1輸入體
98‧‧‧第1行星齒輪
100‧‧‧第2傳遞體
100A‧‧‧第2環齒輪
102‧‧‧單向離合器
106‧‧‧滾動體
108‧‧‧保持部
110‧‧‧第1賦能構件
112‧‧‧第2賦能構件
112A‧‧‧環狀部分
112B‧‧‧端部
136‧‧‧第1行星機構
142‧‧‧減速機構
160‧‧‧第2行星機構
242‧‧‧減速機構
260‧‧‧第2行星機構
274‧‧‧第1行星機構
336‧‧‧第1行星機構
B‧‧‧螺栓
RA‧‧‧第1方向
RB‧‧‧第2方向
圖1係具備第1實施形態之自行車用變速系統之自行車之側視圖。 圖2係圖1之自行車用驅動裝置之剖視圖。 圖3係第2實施形態之自行車用驅動裝置之剖視圖。 圖4係第3實施形態之自行車用驅動裝置之剖視圖。 圖5係第4實施形態之自行車用驅動裝置之剖視圖。 圖6係第5實施形態之自行車用驅動裝置之剖視圖。 圖7係於圖6之切換機構中曲柄軸朝第1方向旋轉時之模式圖。 圖8係於圖6之切換構件中曲柄軸朝第2方向旋轉時之模式圖。 圖9係第6實施形態之自行車用驅動裝置之剖視圖。
16‧‧‧前鏈輪
30‧‧‧自行車用驅動裝置
32‧‧‧曲柄軸
33A‧‧‧軸承
33B‧‧‧軸承
33C‧‧‧軸承
33D‧‧‧軸承
34‧‧‧輸出部
34A‧‧‧孔
36‧‧‧第1行星機構
38‧‧‧第1馬達
38A‧‧‧輸出軸
38B‧‧‧齒輪
40‧‧‧第2馬達
42‧‧‧減速機構
44‧‧‧殼體
46‧‧‧控制部
48‧‧‧第1輸入體
48A‧‧‧第1環齒輪
48B‧‧‧第1馬達側齒輪
50‧‧‧第1輸出體
52‧‧‧第1傳遞體
52A‧‧‧第1太陽齒輪
54‧‧‧第1行星齒輪
54A‧‧‧第1齒輪部
54B‧‧‧第2齒輪部
56‧‧‧第1行星銷
58‧‧‧第1載架
60‧‧‧第2行星機構
62‧‧‧第2輸入體
62A‧‧‧第2太陽齒輪
64‧‧‧第2輸出體
66‧‧‧第2傳遞體
66A‧‧‧第2環齒輪
68‧‧‧第2行星齒輪
70‧‧‧第2行星銷
72‧‧‧第2載架
B‧‧‧螺栓

Claims (16)

  1. 一種自行車用驅動裝置，其包含： 第1行星機構，其包含被輸入曲柄之旋轉之第1輸入體、對應於上述第1輸入體之旋轉而旋轉之第1輸出體、及用以將上述第1輸入體之旋轉傳遞至上述第1輸出體之第1傳遞體； 第1馬達，其可使上述第1輸入體、上述第1輸出體及上述曲柄中之至少一者旋轉； 第2馬達；及 減速機構，其將上述第2馬達之旋轉減速而傳遞至上述第1傳遞體。
  2. 如請求項1之自行車用驅動裝置，其中： 上述減速機構具有：第2行星機構，其包含被輸入上述第2馬達之旋轉之第2輸入體、對應於上述第2輸入體之旋轉而旋轉之第2輸出體、及用以將上述第2輸入體之旋轉傳遞至上述第2輸出體之第2傳遞體。
  3. 如請求項2之自行車用驅動裝置，其中： 上述第2輸入體包含第2太陽齒輪， 上述第2輸出體包含第2行星齒輪及第2載架， 上述第2傳遞體包含第2環齒輪。
  4. 如請求項3之自行車用驅動裝置，其進而包含： 殼體，且 上述第2環齒輪無法旋轉地由上述殼體支持。
  5. 如請求項4之自行車用驅動裝置，其中： 上述第1輸入體包含第1環齒輪， 上述第1輸出體包含第1行星齒輪及第1載架， 上述第1傳遞體包含第1太陽齒輪， 上述第1行星齒輪包含與上述第1環齒輪嚙合之第1齒輪部、及與上述第1太陽齒輪嚙合之第2齒輪部，且 上述第1齒輪部之齒數與上述第2齒輪部之齒數不同。
  6. 如請求項4之自行車用驅動裝置，其中： 上述第1輸出體包含第1環齒輪， 上述第1輸入體包含第1行星齒輪及第1載架， 上述第1傳遞體包含第1太陽齒輪， 上述第1行星齒輪包含與上述第1環齒輪嚙合之第1齒輪部、及與上述第1太陽齒輪嚙合之第2齒輪部，且 上述第1齒輪部之齒數與上述第2齒輪部之齒數不同。
  7. 如請求項5或6之自行車用驅動裝置，其中： 上述第1齒輪部之齒數少於上述第2齒輪部之齒數。
  8. 如請求項3之自行車用驅動裝置，其中： 上述第1輸入體包含第1環齒輪， 上述第1輸出體包含第1行星齒輪及第1載架， 上述第1傳遞體包含第1太陽齒輪，且 上述第1輸入體及上述第2傳遞體一體地旋轉。
  9. 如請求項3之自行車用驅動裝置，其中： 上述第1輸入體包含第1行星齒輪及第1載架， 上述第1輸出體包含第1環齒輪， 上述第1傳遞體包含第1太陽齒輪，且 上述第1輸出體及上述第2傳遞體一體地旋轉。
  10. 如請求項5至9中任一項之自行車用驅動裝置，其中： 上述第1太陽齒輪之齒數與上述第2太陽齒輪之齒數相等。
  11. 如請求項5至9中任一項之自行車用驅動裝置，其中： 上述第1環齒輪之齒數與上述第2環齒輪之齒數相等。
  12. 如請求項2至11中任一項之自行車用驅動裝置，其中： 上述第2行星機構與上述第1行星機構設置於同軸。
  13. 如請求項1～12中任一項之自行車用驅動裝置，其中： 上述曲柄包含曲柄軸，且 上述第1行星機構與上述曲柄軸配置於同軸，且配置於上述曲柄軸之徑向外側。
  14. 如請求項1至12中任一項之自行車用驅動裝置，其中： 上述曲柄包含曲柄軸，且 上述曲柄軸之一部分配置於較上述第1行星機構之外周部更靠近上述第1行星機構之徑向之外側。
  15. 如請求項14之自行車用驅動裝置，其中： 上述第1行星機構之旋轉軸心與上述曲柄軸之旋轉軸心平行， 上述第1馬達其輸出軸之旋轉軸心與上述曲柄軸之上述旋轉軸心平行，且配置於與上述曲柄軸相鄰、且於上述曲柄軸之周向上與上述第1行星機構不同之位置。
  16. 如請求項1至15中任一項之自行車用驅動裝置，其中： 上述第2馬達其輸出軸之旋轉軸心與上述第1輸入體之旋轉軸心配置於同軸線上。
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