TW201940381A - 驅動輔助單元及具備該驅動輔助單元的電動協助裝置 - Google Patents

Abstract

提供一種較小型且能傳遞更大扭矩之驅動輔助單元及具備該驅動輔助單元之電動協助裝置。

驅動輔助單元10係以馬達12來輔助由使用者所供給至動力輸入軸11的人力驅動，且從動力輸出軸取出動力至外部之驅動輔助單元。又，驅動輔助單元10係具備：藉由使用者的人力驅動力而旋轉，且具有第一離合器面17之第一離合器14；藉由馬達12的馬達驅動力而旋轉，且具有第二離合器面18之第二離合器15；以及驅動性地連接於動力輸出軸，且具有第三離合器面19之第三離合器16。進而，第一離合器面17以及第二離合器面18與第三離合器面19為沿著動力輸入軸11的軸方向而相對向，且第一離合器14和第二離合器15係設置成略同心圓形狀。

Description

驅動輔助單元及具備該驅動輔助單元的電動協助裝置

本發明係關於驅動輔助單元及具備該驅動輔助單元的電動協助裝置之技術，特別是有關於一種驅動輔助單元及具備該驅動輔助單元的電動協助裝置，其中構成傳遞驅動力的離合器的構件係沿著驅動輸入軸而設置。

在一般的驅動輔助單元當中，為了利用馬達的驅動力來輔助使用者的人力，在單元中的動力傳遞路徑中插裝有離合器。藉由連接離合器，動力供給側和動力輸出側以驅動方式相連接，並且藉由斷開離合器，動力供給側和動力輸出側為驅動性地分離。

專利文獻1當中，描述了一種具有內置離合器機構的滾筒減速裝置及附有具備該滾筒減速裝置的輔助驅動裝置的自行車。此處，在減速裝置的內部，在藉由減速機使馬達的輸出減速之後，傳遞該動力至鏈輪。另外，減速後的動力藉由離合器傳遞。利用如此之構成，馬達和減速機構可以精簡地容納在殼體的內部，且可使重量分配變得良好。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平9-169290號公報

然而，在上述專利文獻1中所描述的滾筒減速裝置當中，由於適度地傳遞動力的離合器機構構成為朝向半徑方向的外側，因此不容易令離合器機構小型化。

又，如上述，當離合器機構為相對於軸而朝向半徑方向的外側之構成時，並不容易增加離合器面彼此間的接觸面積，而有為了能傳遞巨大的扭矩，會需要較大的離合器機構的問題。

本發明係有鑑於上述情形而創作，本發明之目的在於提供一種相對較小且能夠傳遞較大扭矩的驅動輔助單元及具備該驅動輔助單元的電動協助裝置。

本發明之驅動輔助單元，係以馬達來協助由使用者所供給至動力輸入軸的人力驅動，且從動力輸出軸取出動力至外部之驅動輔助單元，其具備：藉由前述使用者的人力驅動力而旋轉，且具有第一離合器面之第一離合器；藉由前述馬達的馬達驅動力而旋轉，且具有第二離合器面之第二離合器；以及驅動性地連接於前述動力輸出軸，且具有第三離合器面之 第三離合器；前述第一離合器面以及前述第二離合器面與前述第三離合器面為沿著前述動力輸入軸的軸方向而相對向，且前述第一離合器及前述第二離合器係設置成略同心圓形狀。

又，本發明之驅動輔助單元係前述第一離合器、前述第二離合器以及前述第三離合器為呈現略圓環形狀，且動力輸入軸貫通第一離合器、前述第二離合器以及前述第三離合器的孔部。

又，本發明之驅動輔助單元係前述第一離合器面、前述第二離合器面以及前述第三離合器面係分別具有沿著半徑方向而延伸的洗衣板(washboard)形狀的離合器齒。

又，本發明之驅動輔助單元係前述人力驅動力係經由貫通前述第一離合器、前述第二離合器以及前述第三離合器之前述動力輸入軸而輸入，且前述動力輸入軸係貫通前述動力輸出軸。

又，本發明之驅動輔助單元更具有傳遞前述馬達的驅動力至前述第二離合器之減速器，前述動力輸入軸係係貫通前述減速器。

又，本發明之驅動輔助單元係前述第一離合器以及前述第二離合器被彈推手段朝前述第三離合器之側彈推。

又，電動協助裝置係具備上述之驅動輔助單元。

本發明之驅動輔助單元係以馬達來協助由使用者供給至動力輸入軸的人力驅動，且從動力輸出軸取出動力至外部之驅動輔助單元，係具備：藉由前述使用者的人力驅動力而旋轉，且具有第一離合器面之第一離合器；藉由前述馬達的馬達驅動力而旋轉，且具有第二離合器面之第 二離合器；以及驅動性地連接於前述動力輸出軸，且具有第三離合器面之第三離合器；前述第一離合器面以及前述第二離合器面與前述第三離合器面為沿著前述動力輸入軸的軸方向而相對向，且前述第一離合器和前述第二離合器係設置成略同心圓形狀。據此，藉由第一離合器面以及前述第二離合器面與第三離合器面配置為各自的離合器面為相對向，而使第一離合器與第三離合器的第三離合器面齒合，而能以簡易的構成來傳遞使用者的驅動力至輸出軸。又，藉由使第二離合器與第三離合器齒合，而能傳遞馬達的驅動力至輸出軸。進而，藉由第一離合器及前述第二離合器為略同心圓方式的設置，而能藉由簡易的構造以馬達的驅動力來輔助使用者。

又，本發明之驅動輔助單元係前述第一離合器、前述第二離合器以及前述第三離合器係呈現略圓環形狀，且前述動力輸入軸為貫通前述第一離合器、前述第二離合器以及前述第三離合器的孔部。據此，藉由設置各離合器於輸出軸周圍的空間，而能精簡地構成驅動輔助單元之構件。

又，本發明之驅動輔助單元係前述第一離合器面、前述第二離合器面以及前述第三離合器面係分別具有沿著半徑方向而延伸的洗衣板形狀的離合器齒。據此，藉由各離合器為具有沿著半徑方向而延伸的洗衣板形狀的離合器齒，在工作操作期間則能容易地使各離合器彼此齒合。

又，本發明之驅動輔助單元係前述人力驅動力係經由貫通前述第一離合器、前述第二離合器以及前述第三離合器之前述動力輸入軸而輸入，且前述動力輸入軸係貫通前述動力輸出軸。據此，因動力輸入軸的一部分為內置於動力輸出軸，故能令單元之全體構成簡單化。

又，本發明之驅動輔助單元係更具有傳遞前述馬達的驅動力至前述第二離合器之減速器，且前述動力輸入軸係貫通前述減速器。據此，因動力輸入軸的一部分為內置於減速器，故能令單元之全體構成簡單化。

又，本發明之驅動輔助單元係前述第一離合器以及前述第二離合器被彈推手段朝前述第三離合器之側彈推。據此，藉由第一離合器以及第二離合器被彈簧等的彈推手段朝第三離合器之側彈推，而使第一離合器及第二離合器的離合器面與第三離合器的離合器面能穩定地齒合，而能穩定地傳遞動力。

又，電動協助裝置係具備上述之驅動輔助單元。據此，因能使傳遞驅動力的構成簡單化，故能令電動協助移動裝置之全體構成簡單化，進而能減輕該裝置之全體重量。

10‧‧‧驅動輔助單元

11‧‧‧動力輸入軸

12‧‧‧馬達

14‧‧‧第一離合器

15‧‧‧第二離合器

16‧‧‧第三離合器

17‧‧‧第一離合器面

18‧‧‧第二離合器面

19‧‧‧第三離合器面

20‧‧‧孔部

21‧‧‧孔部

22‧‧‧孔部

23‧‧‧第1離合器齒

24‧‧‧第2離合器齒

25‧‧‧第3離合器齒

26‧‧‧滾針軸承

27‧‧‧彈簧

28‧‧‧彈簧

29‧‧‧箱

30‧‧‧右側箱

31‧‧‧左側箱

32‧‧‧中央箱

33‧‧‧鏈條

34‧‧‧外轉子

35‧‧‧減速器

37‧‧‧筒狀部

38‧‧‧星形輪

39‧‧‧鏈輪

40‧‧‧自行車

41‧‧‧電池

42‧‧‧控制裝置

43‧‧‧曲柄

44‧‧‧曲柄

45‧‧‧踏板

46‧‧‧踏板

47‧‧‧節流圈

48‧‧‧扭矩檢測部

49‧‧‧定子

50‧‧‧車輪

51‧‧‧輸出箱

52‧‧‧內箱

53‧‧‧傾斜面

54‧‧‧軸平行面

55‧‧‧軸

56‧‧‧傾斜面

57‧‧‧軸平行面

58‧‧‧傾斜面

59‧‧‧軸平行面

60‧‧‧定子

61‧‧‧內轉子

62‧‧‧止輪

63‧‧‧驅動板

第1圖(A)係表示本發明之實施形態之驅動輔助單元之斜視圖，(B)係表示本發明之實施形態之自行車之側面圖。

第2圖係表示本發明之實施形態之驅動輔助單元之連接構成之方塊圖。

第3圖係表示本發明之實施形態之驅動輔助單元之構成之分解斜視圖。

第4圖係從另一角度表示本發明之實施形態之驅動輔助單元之構成之分解斜視圖。

第5圖係表示本發明之實施形態之驅動輔助單元之圖，為表示馬達之其他構成之分解斜視圖。

第6圖係表示本發明之實施形態之驅動輔助單元之構成之剖面圖。

第7圖係表示本發明之實施形態之驅動輔助單元之圖，(A)係從左方所見之驅動輔助單元之重點處所之分解斜視圖，(B)係從右方所見之相同部分之分解斜視圖。

第8圖係表示本發明之實施形態之驅動輔助單元之動作之流程圖。

第9圖從(A)至(D)係表示本發明之實施形態之驅動輔助單元之動作之示意圖。

第10圖係表示本發明之實施形態之驅動輔助單元之圖，節流圈的開度與速度之關係之線圖。

以下，參閱圖示，說明本實施形態之驅動輔助單元10及具備該驅動輔助單元10之電動協助裝置。以下之說明當中，相同構件原則上係賦予相同符號，並省略該重覆說明。在以下之說明當中，雖使用上、下、前、後、左、右之各種方向，惟左和右係表示面向電動協助裝置的行進方向的情況下之方向。又，在本申請案當中，“實質性”係意指考量製造誤差或安裝誤差的範圍之範疇。

參閱第1圖(A)，驅動輔助單元10係具有：箱29；安裝於箱29的右方側的曲柄43；以可旋轉之方式安裝於曲柄43的外側端部的踏 板45；安裝於箱29的左方側的曲柄44；以可旋轉之方式安裝於曲柄44的外側端部的踏板46；以及安裝於箱29的右方側的鏈輪39。

驅動輔助單元10係供給輔助驅動力至作為後述的電動協助裝置的自行車40之單元，輔助使用者所供給於踏板45、46的人力驅動力。具體而言，驅動輔助單元10係以輔助驅動力使鏈輪39旋轉，藉此即使使用者不供給太大的人力驅動力至踏板45、46，在總體上亦能獲得足夠的驅動力。又如後述，亦可僅以來自驅動輔助單元10所產生的驅動力，來運行自行車等的電動協助裝置。

第1圖(B)係表示自行車40作為組裝有上述的驅動輔助單元10的電動協助的自行車40之一例。自行車40係以驅動輔助單元10來輔助驅動力的所謂附有電動協助功能的自行車。

上述驅動輔助單元10係固定於自行車40的車架。又，在自行車40的上述鏈輪39與車輪50之未圖示的鏈輪之間，係裝設有鏈條33。並且，在自行車40的框架係具有拆裝式的電池41，控制驅動輔助單元10的動作的控制裝置42亦備於自行車40。又，雖未圖示，在自行車40的把手近傍係備有用以控制驅動輔助單元10的輔助驅動力的節流圈47。

驅動輔助單元10係依據控制裝置42的指示，以來自電池41所供給的電力而產生輔助驅動力，並以該輔助驅動力經由鏈條33而使車輪50旋轉。依如此之作成，相較於使用者所供給至踏板46的人力驅動力，更能使自行車40高速地移動，能減輕伴隨自行車的運行而來的疲勞。再者，能以自行車作高速移動。

第2圖係表示驅動輔助單元10的連接構成之方塊圖。參照該圖，驅動輔助單元10係具有控制裝置42、扭矩檢測部48、馬達12、減速器35、第一離合器14、第二離合器15及第三離合器16。

又，驅動輔助單元10係輸入有來自踏板45、46的人力驅動力、節流圈47的操作量以及電池41電力。驅動輔助單元10係依據這些的輸入，而輸出用以使上述自行車40的車輪50旋轉的輔助驅動力。

扭矩檢測部48係檢測因使用者的踩踏踏板45、46所產生的扭矩的大小，並將因應於該扭矩的大小程度的電性信號予以傳送至控制裝置42。又，表示馬達12的轉速的資訊亦輸入至控制裝置42。

控制裝置42係具有CPU、RAM、ROM等。控制裝置42係依據來自扭矩檢測部48所輸入的扭矩大小的資訊等，使用置入的預定程式等而進行預定的演算處理，產生以預定的速度使馬達12旋轉的控制信號。

以馬達12的旋轉所產生的輔助驅動力，係以減速器35變換成預定的旋轉速度及扭矩，且傳輸至第二離合器15。另一方面，第一離合器14係驅動性地連接於踏板45、46。第一離合器14及第二離合器15係做成為和第三離合器16適當齒合之構成。第三離合器16係和上述鏈輪39作驅動性地連接，藉由第三離合器16的旋轉，而使車輪50旋轉而可使自行車40前進。

參閱第3圖及第4圖，說明上述驅動輔助單元10的具體構成。第3圖係由左方側所見之驅動輔助單元10之分解斜視圖，第4圖係由右方側所見之驅動輔助單元10之分解斜視圖。

參閱第3圖及第4圖，上述箱29係由右側箱30、中央箱32及左側箱31所構成。構成驅動輔助單元10的各構件係內置於箱29。在右側箱30係配設有星形輪(spider)38、鏈輪39及曲柄43。星形輪38及鏈輪39係和第三離合器16驅動性地連接，這些構件係共同旋轉。

曲柄43係嵌合於動力輸入軸11的右端側。又，動力輸入軸11的左端側係嵌合有安裝著踏板46的曲柄44。動力輸入軸11係具有將使用者踩踏踏板45、46所產生的人力驅動力(踩踏力)，傳輸至第一離合器14之功能。此處，動力輸入軸11亦稱曲柄軸。

在右側箱30的左方係配置有構成離合器機構的第一離合器14、第二離合器15及第三離合器16。第一離合器14係如上述，適度地傳輸人力驅動力至第三離合器16。第二離合器15係將自馬達12所產生的輔助驅動力適度地傳輸至第三離合器16。第一離合器14、第二離合器15及第三離合器16之詳細容後述。

第三離合器16係承受人力驅動力及輔助驅動力之其中一方或兩方的驅動力之離合器。第三離合器16的右方側端部係連結於星形輪38，第三離合器16與星形輪38進行同步旋轉。

此處，在第三離合器16的內部係配設有滾針軸承26。滾針軸承26亦即為軸承，配置於第三離合器16和動力輸入軸11之間，並容許第三離合器16和動力輸入軸11之非同步旋轉。

在第一離合器14的左方側係配置有彈簧28。彈簧28係沿左右方向具有捲繞軸之線圈彈簧，沿著第一離合器14的圓周方向而配置有 複數個。彈簧28係將第一離合器14朝向右方側彈推之彈推手段。彈簧28的左方側端部係被輸出箱51支撐。

第二離合器15係以上述的馬達12的輔助驅動力而旋轉的形成為略圓環狀的離合器。第二離合器15和第三離合器16係適度齒合，且經由兩者的齒合，馬達12的輔助驅動力係傳遞至星形輪38。

在第二離合器15的左方側係配置有彈簧27。彈簧27係沿左右方向具有捲繞軸之線圈彈簧，沿著第二離合器15的圓周方向而配置有複數個。彈簧27係將第二離合器15朝向右方側彈推之彈推手段。彈簧27的左方側端部係被輸出箱51支撐。

輸出箱51係配設於第二離合器15和減速器35之間，為用以將減速器35所減速的輔助驅動力予以傳遞至第二離合器15之略圓環狀的構件。此處未圖示，但使第二離合器15的爪部接合於輸出箱51的切口部，該爪部係使第二離合器的半徑方向的端部朝向外側突出而成者。據此，輸出箱51和第二離合器15係同步旋轉。輸出箱51的左方側面係連接於減速器35輸出面。據此構成，第二離合器15和減速器35係驅動性地相連接。

減速器35係將從配置於其左端側的輸入部所輸入的輔助驅動力，藉由配設於其內部的減速機構來減低旋轉數而藉此使扭矩增大，並將變換後的輔助驅動力自配置於其右端側的輸出部予以輸出。減速器35的輸入側係連接於馬達12，減速器35的輸出側係隔著輸出箱51而連接於第二離合器15。

馬達12係內轉子型馬達或外轉子型馬達均可。馬達12為外轉子型馬達時，馬達12係由定子49與外轉子34所構成。定子49係具有例如沿著圓周方向而配設的複數個電磁鐵，外轉子34係具有沿著圓周方向而配設的複數個永久磁鐵。外轉子34係連接於減速器35的驅動輸入部。

參閱第5圖，馬達12為內轉子型之情形時，馬達12係由定子60和內轉子61所構成。定子60係例如具有沿著圓周方向而配設的複數個電磁鐵，內轉子61係具有沿著圓周方向而配置的複數個永久磁鐵。又，定子60係以螺釘固定於中央箱32。內轉子61係連接於減速器35的驅動輸入部。又，在內轉子61的左方係配置有止輪62。此處，在內轉子61的右側面係形成有柱坑，驅動板63嵌合於該柱坑，且貫通定子60的中心而和減速器35的軸相連接。

此處，作為馬達12，不論是採用外掛轉子型或採用內置轉子型，與電池41的相連結及控制裝置42的控制動作及驅動輔助單元10的裝置尺寸均為相同。

如上述，在動力輸入軸11的兩端係連接有曲柄43、44，藉由使用者踩踏踏板45、46之動作而使動力輸入軸11產生旋轉。又，動力輸入軸11係貫通構成驅動輔助單元10的各構件。具體言之，動力輸入軸11係自右方側貫通鏈輪39、星形輪38、右側箱30、第三離合器16、滾針軸承26、第一離合器14、第二離合器15、外箱51、減速器35、馬達12、左側箱31。如此，動力輸入軸11為作成貫通各構件之構成，據此而能簡化驅動輔助單元10的全體構成。又，動力輸入軸11係和第一離合器14驅動性地相連結，第一離合器14會同步於動力輸入軸11進行旋轉。

此處，在第3圖及第4圖雖未圖示，在曲柄44和左側箱31之間係配置有油封、密封蓋、止輪、軸承等。又，在減速器35和輸出箱51之間係配置有軸承、止輪等。進而，在右側箱30和星形輪38之間係配置有油封、密封蓋。再者，在輸出箱51的右方側係配置有內箱52。

又，構成驅動輔助單元10的各構件係以延伸於左右方向的軸55為中心而配置。

第6圖係具有上述之構成的驅動輔助單元10的剖面圖。該圖所示之各構件的細節係如同上述。又，上述之扭矩檢測部48係內建於驅動輔助單元10，然扭矩檢測部48的動作係因偏離本發明之特徴主題，故以後的驅動輔助單元10的說明，係省該略詳細說明。

參閱第7圖，說明傳遞上述的人力驅動力及輔助驅動力的離合器機構。第7圖(A)係自左方側所見之第一離合器14、第二離合器15及第三離合器16的分解斜視圖。第7圖(B)係自右方側所見之這些構件的分解斜視圖。

參閱第7圖(A)，第三離合器16係在左方側主面形成有略圓環形狀的第三離合器面19。又，第三離合器16的右方部分係形成筒狀部37，該筒狀部37係貫通上述右側箱30，且連接於星形輪38。筒狀部37係作為取出動力至外部之動力輸出軸而發揮功能。第三離合器面19之沿著半徑方向延伸的第三離合器齒25為沿著圓周方向而略等間隔地形成。換言之，藉由放射線狀地延伸的複數的第三離合器齒25而形成第三離合器面19。第三離合器齒25係沿著圓周方向而呈現洗衣板形狀。具體而言，自左方側觀看第三離合器齒25時，第三離合器齒25係由沿著順時鐘而朝向左 方側傾斜的傾斜面53，以及相對於軸55而平行的軸平行面54所構成。此處，傾斜面53及軸平行面54係例如形成為平坦面，相關事項係於另外的第一離合器14及第二離合器15亦同。

又，上述之第一離合器14、第二離合器15及第三離合器16係分別形成有略圓形的孔部20、21、22。孔部20、21、22係為上述之動力輸入軸11所貫通。

參閱第7圖(B)，第一離合器14及第二離合器15係以軸55為中心配置成略同心圓狀。又，第一離合器14及第二離合器15係分別呈現略圓環形狀。又，第一離合器14係配置於第二離合器15的內側。亦即，第一離合器14及第二離合器15的左右方向的位置係相一致。

第一離合器14的右方側的主面，亦即在和第三離合器16相對向的主面係形成有與第三離合器16的第三離合器面19適度齒合的第一離合器面17。又，在第一離合器面17係有沿著半徑方向延伸的第一離合器齒23沿著圓周方向而等間隔地形成。第一離合器14的第一離合器面17的形狀係與第三離合器16的第三離合器面19呈凹凸反轉之形狀。具體上，自右方觀看第一離合器14時，第一離合器齒23係由沿著順時鐘朝向右方側傾斜的傾斜面56，以及相對於軸55而平行的軸平行面57所構成。

第一離合器14因具有該形狀的第一離合器面17，據此能第一離合器14與第三離合器16能在預定方向而相卡合。具體上，第7圖(A)所示的第三離合器16的第三離合器齒25的軸平行面54與第7圖(B)所示的第一離合器14的第一離合器齒23的軸平行面57在圓周方向上面對面而抵接。此狀態中，自右方觀看時，當第一離合器14順時鐘旋轉時，第一 離合器14的第一離合器齒23與第三離合器16的第三離合器齒25齒合，因此而能以第一離合器14的驅動力使第三離合器16產生旋轉。該情形下，人力驅動力經由第一離合器14及第三離合器16，而使上述的鏈輪39旋轉，進而使自行車40的車輪50旋轉。

在第二離合器15的右方側的主面，亦即與第三離合器16面對面的主面，係形成有與第三離合器16的第三離合器面19適度齒合的第二離合器面18。又，在第二離合器面18係有沿著半徑方向延伸的第二離合器齒24沿著圓周方向而等間隔地形成。第二離合器15的第二離合器歯24的形狀，係與第三離合器16的第三離合器面19呈凹凸反轉之形狀。具體上，自右方觀看第二離合器15時，第二離合器齒24係由沿著順時鐘朝向右方側傾斜的傾斜面58以及相對於軸55而平行的軸平行面59所構成。

第二離合器15因具有上述形狀第一離合器面18，據此第二離合器15與第三離合器16能在預定方向而相卡合。具體上，第7圖(A)所示的第三離合器16的第三離合器齒25的軸平行面54與第7圖(B)所示的第二離合器15的第一離合器齒24的軸平行面59在圓周方向上面對面而抵接。此狀態下，自右方觀看時，當第二離合器15順時鐘旋轉時，第二離合器15的第二離合器齒24與第三離合器16的第三離合器齒25齒合，因此能以第二離合器15的驅動力使第三離合器16產生旋轉。該情形下，依據馬達12的輔助驅動力為經由第二離合器15及第三離合器16，而使上述的鏈輪39旋轉，進而使自行車40的車輪50旋轉。

此處，在將第一離合器14、第二離合器15及第三離合器16組進驅動輔助單元10之狀態，第一離合器面17的內周部係和第三離合器 面19的內周部略相一致。又，於此狀態，第二離合器面18的外周部係和第三離合器面19的外周部略相一致。藉由如此構成，能將第一離合器面17、第二離合器面18及第三離合器面19的幾乎全區域，作為齒合的面而有效地使用。

如上述，本實施形態的離合器構成當中，第一離合器14的第一離合器面17、第二離合器15的第二離合器面18及第三離合器16的第三離合器面19之任意一個亦都沿著軸55而平行地面對面。藉由如此之構成，而能增大第一離合器面17與第三離合器面19之齒合的面積，以及第二離合器面18與第三離合器面19之齒合的面積。據此，能以較小的離合器構成來傳遞較大的扭矩，故能令驅動輔助單元10的全體構成小型化。

進而，本實施形態中，第一離合器14與第二離合器15為配置成同心圓狀。具體上，本實施形態的離合器構造，雖由第一離合器14、第二離合器15、第三離合器16所構成，但，第一離合器14與第二離合器15係為動力輸入離合器，而第三離合器16為動力輸出離合器。此處，將屬於動力輸入離合器之第一離合器14與第二離合器15，以軸55為中心而配置成同心圓狀。藉由如此之構成，能容易地切換傳遞人力驅動力的第一離合器14及傳遞來自馬達12的輔助驅動力之第二離合器15，又將兩者容納於狭窄空間。

又，第一離合器14的第一離合器面17、第二離合器15的第二離合器面18及第三離合器16的第三離合器面19係為面接觸。因此，能較大地確保傳遞動力的有效面積。又，於製造工程當中，能簡易地組裝第一離合器14、第二離合器15及第三離合器16。

此外，第7圖(A)所示，第3圖等所示的動力輸入軸11係貫通動力輸出軸的第三離合器16的筒狀部37的內部。因此，能精簡地將輸入輸出動力的動力輸入軸11及筒狀部37容納於驅動輔助單元10的內部。

依據第8圖及第9圖，並一面參閱上述各圖，一面說明驅動輔助單元10的動作。第8圖係表示驅動輔助單元10的動作之流程圖。第9圖係表示在各狀態的離合器構造的狀態之示意圖。

以下的說明當中，“放開”狀態係表示各離合器的離合器面彼此未齒合之狀態，亦即表示扭矩未經由離合器面彼此而傳遞至第三離合器16之狀態。又，“鎖定”狀態係表示各離合器的離合器面彼此為齒合狀態，亦即表示扭矩有經由離合器面彼此而傳遞至第三離合器16之狀態。又，第9圖的各圖，係表示有傳遞動力的離合器彼此示意性地密接，且表示未傳遞動力的離合器彼此示意性地分離。

首先，步驟S10係判斷自行車40是或否為停止狀態。若自行車40為停止狀態，亦即步驟S10若為“是(YES)”，則第一離合器14及第二離合器15成為放開狀態(步驟S17)。該狀態示於第9圖(A)。在該步驟中，第一離合器14的第一離合器面17並未齒合於第三離合器16的第三離合器面19。並且，第二離合器15的第二離合器面18並未齒合於第三離合器16的第三離合器面19。因此，自行車40的車輪50係能自由地旋轉。該步驟當中，雖第三離合器16會旋轉，但第一離合器14及第二離合器15係不旋轉。在該步驟S17中，踏板45、46的轉速係零，且減速器35(馬達12)的輸出轉速亦為零。

若自行車40為非停止狀態，亦即步驟S10為“否(NO)”，且為人力運行狀態(步驟S10的“YES”)，則第一離合器14成為鎖定狀態，第二離合器15成為放開狀態(步驟S18)。該狀態示於第9圖(B)。該步驟當中，第一離合器14的第一離合器面17與第三離合器16的第三離合器面19係齒合。第二離合器15的第一離合器面18與第三離合器16的第三離合器面19並不齒合。因此，使用者踩踏踏板45、46所產生的扭矩，經由第一離合器14及第三離合器16而傳遞至車輪50，自行車40係以使用者所期望的速度前進。該步驟S18當中，第一離合器14及第三離合器16雖會旋轉，但第二離合器15係不旋轉。又，該步驟S18當中，減速器35(馬達12)的輸出轉速亦為零。

自行車40的運行狀態若非人力運行狀態(步驟S11的“否(NO)”)，則判断自行車40的運行狀態是否為協助運行狀態(步驟S12)。自行車40的運行狀態若是協助運行狀態，亦即步驟S12若為“是(YES)”，則在步驟S13至步驟S15，依據踏板45、46的轉速P(旋轉速度)與減速器35的輸出轉速A(旋轉速度)的比較結果，進行驅動控制。

具體上，踏板45、46的轉速P若較減速器35的輸出轉速A為更高速，則如第9圖(B)所示，第一離合器14成為鎖定狀態，第二離合器15為成為放開狀態(步驟S13的“是(YES)”、步驟S19)。因此，使用者踩踏踏板45、46所產生的扭矩經由第一離合器14及第三離合器16而傳遞至車輪50，自行車40係以使用者所期望的速度前進。

踏板45、46的轉速P和減速器35的輸出轉速A若為略相同的速度(步驟S13的“否(NO)”、步驟S14的“是(YES)”)，則第一離合器 14成為鎖定狀態，第二離合器15亦成為鎖定狀態(步驟S20)(參閱第9圖(D))。因此，使用者踩踏踏板45、46所產生的扭矩，係經由第一離合器14及第三離合器16而傳遞至車輪50。本步驟當中，例如，依據第2圖所示的扭矩檢測部48的輸出，控制裝置42使馬達12以預定的旋轉速度旋轉。又，馬達12旋轉所產生的扭矩，亦經由減速器35及第二離合器15而傳遞至車輪50。據此，使用者係能一面減輕疲勞一面使自行車40以預定速度運行。

踏板45、46的轉速P若較減速器35的輸出轉速A為更低速(步驟S14的“否(NO)”、步驟S15)，第一離合器14成為放開狀態，而第二離合器15成為鎖定狀態(步驟S21)(參閱第9圖(C))。因此，使用者踩踏踏板45、46所產生的扭矩，係不傳遞至車輪50。另一方面，馬達12旋轉所產生的扭矩經由減速器35及第二離合器15而傳遞至車輪50。又，此步驟當中，當增大節流圈47的開度時，則依據控制裝置42的指示，自馬達12所產生的扭矩即變大，能於協助運行狀態當中獲得較大的輔助驅動力，使用者能使用自行車40更輕鬆地移動。

參閱第10圖說明相關事項。第10圖的線圖横軸係表示節流圈47的開度，縱軸係表示自行車40的運行速度。參閱該圖，於上述的步驟S21，當使用者增大節流圈47的開度時，自行車40的運行速度與節流圈47的開度成正比地變快速。據此，使用者係藉由增大節流圈47的開度，而能以自身所期望的速度來使用自行車40而移動。又，設定為當節流圈47的開度為預定之值以上時，例如在節流圈47的開度達到90%程度，即使更加增大節流圈47的開度，自行車40的速度也不會上升。

若是自行車40的運行狀態為EV(electric vehicle，電動車輛)運行狀態(步驟S12的“否(NO)”、步驟S16的“是(YES)”)，則第一離合器14係形成為放開狀態，第二離合器15係形成為鎖定狀態(步驟S22)。因此，使用者即無需踩踏踏板45、46。另一方面，馬達12旋轉所產生的扭矩經由減速器35及第二離合器15而傳遞至車輪50。又，本步驟當中，和步驟S21相同地，當增大節流圈47的開度時，依據控制裝置42的指示，來自馬達12所產生的扭矩變大，而能獲得更大的輔助驅動力，使用者使用自行車40時能更輕鬆地移動。當結束步驟S16中的判斷(步驟S16的“否(NO)”)，就即返回步驟S10。

以上雖係表示本發明之實施形態，但本發明並不限定於上述之實施形態。

例如，雖在第1圖(B)例示自行車40作為電動協助裝置，但亦可採用自行車40以外的裝置作為電動協助裝置。例如，可採用具有2輪以上的車輪的裝置作為電動協助裝置。此外，亦可採用電動協助摩托車，貨箱用電動協助裝置，電動登山車，休閒用電動協助自行車，船等作為電動協助裝置。

又，參閱第7圖，第一離合器14的第一離合器面17、第二離合器15的第二離合器面18及第三離合器16的第三離合器面19係構成為互相密接之構成，但可因應於離合器構成的情況，適當地分離各離合器面。亦即，參閱第7圖(A)，在第二離合器15與第三離合器16齒合之際，將第一離合器14的第一離合器面17，自第三離合器16的第二離合器面19分離亦可。又，在第一離合器14與第三離合器16齒含之際，將第二離合 器15的第二離合器面18自第三離合器16的第三離合器面19分離亦可。以如此之構成，即能抑制未齒合的離合器面彼此因接觸所產生的噪音。

又，參閱第3圖，第一離合器14及第二離合器15雖被屬於彈推手段的彈簧28及彈簧27朝向第三離合器16的方向彈推，但亦可採用其他構成作為彈推手段。具體上，可分別在第一離合器14及第二離合器15的圓周上，採用1個線圈彈簧或1個彈性板作為彈推手段，藉此能減少構成驅動輔助單元10的零件數量。

Claims (7)

1. 一種驅動輔助單元，係以馬達來協助由使用者所供給至動力輸入軸的人力驅動，且從動力輸出軸取出動力至外部，前述驅動輔助單元係具備：第一離合器，係藉由前述使用者的人力驅動力而旋轉，且具有第一離合器面；第二離合器，係藉由前述馬達的馬達驅動力而旋轉，且具有第二離合器面；以及第三離合器，係驅動性地連接於前述動力輸出軸，且具有第三離合器面；前述第一離合器面以及前述第二離合器面與前述第三離合器面為沿著前述動力輸入軸的軸方向而相對向，前述第一離合器和前述第二離合器係設置成略同心圓形狀。
2. 如申請專利範圍第1項所述之驅動輔助單元，其中，前述第一離合器、前述第二離合器以及前述第三離合器係呈現略圓環形狀，前述動力輸入軸貫通前述第一離合器、前述第二離合器以及前述第三離合器的孔部。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之驅動輔助單元，其中，前述第一離合器面、前述第二離合器面以及前述第三離合器面係分別具有沿著半徑方向而延伸的洗衣板形狀的離合器齒。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之驅動輔助單元，其中，前述人力驅動力係經由貫通前述第一離合器、前述第二離合器以及前述第三離合器之前述動力輸入軸而輸入，前述動力輸入軸係貫通前述動力輸出軸。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之驅動輔助單元，其更具有減速器，前述減速器係傳遞前述馬達的驅動力至前述第二離合器，前述動力輸入軸係貫通前述減速器。
6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之驅動輔助單元，其中，前述第一離合器以及前述第二離合器係被彈推手段朝前述第三離合器之側彈推。
7. 一種電動協助裝置，係具備申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之驅動輔助單元。