阅读说明：本技术 自行车和自行车的驱动单元 (Bicycle and drive unit for a bicycle ) 是由 寺田润史 内藤真也 藤代雅也 菅野信之 于 2019-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及自行车和自行车的驱动单元。驱动单元(10)包括具有电动马达(30)的第一动力系统和具有附装有踏板的曲柄轴(61)的第二动力系统。第二动力系统通过第二传递轴(27)和第一传递轴(21)将曲柄轴(61)的旋转传递到后轮毂(41)。后臂(50)和第二传递轴(27)布置在后轮(40)的左侧。第一传递轴(21)布置在定子(31)的内部,并且在与第二传递轴(27)相对的一侧联接到后轮毂(41)。这提高了自行车的维修操作的可作业性。(The present invention relates to bicycles and bicycle drive units. The drive unit (10) includes a first power system having an electric motor (30) and a second power system having a crank shaft (61) to which pedals are attached. The second power train transmits the rotation of the crankshaft (61) to the rear hub (41) via the second transmission shaft (27) and the first transmission shaft (21). A rear arm (50) and a second transmission shaft (27) are arranged on the left side of the rear wheel (40). The first transmission shaft (21) is arranged inside the stator (31) and is coupled to the rear hub (41) on the side opposite to the second transmission shaft (27). This improves the workability of the maintenance operation of the bicycle.)

自行车和自行车的驱动单元

技术领域

本发明涉及具有电动马达的自行车和自行车的驱动单元。

背景技术

JP2014-240267A公开了一种自行车，其具有附装有踏板的曲柄以及电动马达，并且能够由人力和电动马达驱动。电动马达布置在后轮毂中，并且电动马达的转子和后轮毂彼此固定以便一体地旋转。链轮布置在后轮轴上，并通过链条联接到曲柄。链轮和后轮毂也彼此固定以便一体地旋转。

在上述JP2014-240267A的自行车中，后轮轴的横向方向上的相对两端由后臂支撑。换句话说，后臂布置在后轮的右侧和左侧。这样，后臂可能妨碍电动马达的维修操作。

发明内容

本公开的目的之一在于提高能够由人力和电动马达驱动的自行车和驱动单元的维修操作的可作业性。

(1)本公开提出的驱动单元包括：后轮毂，其设置在后轮上；后臂；第一动力系统，其包括电动马达，电动马达容纳在后轮中并且包括转子和定子，第一动力系统构造成将转子的旋转传递到后轮毂；以及第二动力系统，其包括曲柄轴，曲柄轴具有安装在其上的踏板，并且第二动力系统构造成将曲柄轴的旋转传递到后轮毂。第二动力系统包括传递轴和动力传递机构，传递轴是可旋转的并且布置在定子的径向内侧，动力传递机构将曲柄轴联接到传递轴，第二动力系统构造成通过动力传递机构和传递轴将曲柄轴的旋转传递到后轮毂。后臂和动力传递机构相对于后轮的左右方向上的中心在第一方向上布置，第一方向是向右方向和向左方向中的一个。传递轴相对于后轮的左右方向上的中心在与第一方向相反的第二方向上的位置处联接到后轮毂。根据驱动单元，维修操作者例如能够易于接近电动马达，并且这提高了维修操作的可作业性。

(2)根据(1)所述的驱动单元还可以包括支撑轴，支撑轴形成为从后臂的后部沿第二方向延伸的管状。传递轴可以布置在支撑轴的径向内侧。定子可以固定在支撑轴的径向外侧。以这种方式，定子能够用简单的结构来支撑。

(3)根据(2)所述的驱动单元，后轮毂可以包括位于第一方向上的第一壁和位于第二方向上的第二壁。传递轴和支撑轴可以在第二方向上延伸通过形成在第一壁上的开口并且联接到第二壁。

(4)根据(2)所述的驱动单元，后轮毂可以由支撑轴可旋转地支撑。以这种方式，后轮毂能够用简单的结构来支撑。

(5)根据(4)所述的驱动单元，第一轴承可以安装到支撑轴的径向外侧，并且后轮毂可以由支撑轴通过第一轴承可旋转地支撑。

(6)根据(5)所述的驱动单元，第一轴承可以相对于后轮的左右方向上的中心布置在第一方向上，第二轴承可以相对于后轮的左右方向上的中心布置在第二方向上，并且后轮毂可以由支撑轴通过第二轴承可旋转地支撑。

(7)根据(1)至(6)中任一项所述的驱动单元，单向离合器可以布置在从曲柄轴到后轮毂的动力传递路径中，单向离合器允许来自曲柄轴的旋转力传递到后轮毂并且防止来自后轮毂的旋转力传递到曲柄轴。以这种方式，当自行车仅通过电动马达的动力行驶时，可以防止曲柄轴旋转。结果，可以减小电动马达的动力损失。

(8)根据(7)所述的驱动单元，单向离合器可以布置在动力传递机构的下游。这可以防止动力传递机构在自行车仅通过电动马达的动力行驶时移动。结果，可以进一步减小电动马达的动力损失。

(9)根据(7)所述的驱动单元，单向离合器可以布置在传递轴和后轮毂之间。这可以防止传递轴在自行车仅通过电动马达的动力行驶时旋转。结果，可以进一步减小电动马达的动力损失。

(10)根据(5)所述的驱动单元，连接到定子的电线可以在第一轴承的径向内侧布线。这允许电线朝向后臂延伸，以用于简化电线的布局。

(11)根据(2)至(6)中任一项所述的驱动单元，供连接到定子的电线布线穿过的路径可以形成在支撑轴上。这允许电线朝向后臂延伸，以用于简化电线的布局。

传递轴可以包括在第一方向上比支撑轴进一步突出的部分，并且动力传递机构可以联接到传递轴的一部分。

(12)根据(1)至(11)中任一项所述的驱动单元，传递轴能够可旋转地支撑在相对两端。与轴承布置在支撑轴中并且传递轴由轴承支撑的结构相比，该结构可以有效地防止传递轴变形。

(13)根据(1)至(12)中任一项所述的驱动单元，传递轴可以是第一传递轴；并且动力传递机构可以包括将动力从曲柄轴传递到第一传递轴的第二传递轴。或者，动力传递机构可以包括将动力从曲柄轴传递到传递轴的传递链。动力传递机构可以容纳在后臂中。

(14)根据(1)至(13)中任一项所述的驱动单元还可以包括向电动马达供给电流的马达驱动器，并且马达驱动器可以由后臂支撑。这可以缩短向电动马达供给电力的电线的长度。

(15)本公开提出的自行车包括根据(1)至(14)中任一项所述的驱动单元。

附图说明

图1是本公开中所提出的自行车的示例的侧视图；

图2是示出示例性自行车的构造的框图；

图3是示例性自行车的驱动单元的立体图；

图4是示例性自行车的驱动单元的立体图，在图4中，电动马达从驱动单元上拆除，并且辅助外壳被移除；

图5是沿图1中的V-V线截取的驱动单元的剖视图；

图6是图5的放大图；

图7是沿图1中的VII-VII线截取的驱动单元的剖视图；

图8是沿图1中的VIII-VIII线截取的驱动单元的剖视图；

图9是包括作为动力传递机构的链条的驱动单元的侧视图；并且

图10是沿图9中的X-X线截取的驱动单元的剖视图。

具体实施方式

将描述本公开中所提出的自行车和驱动单元的示例。本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是要限制本发明。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在包括复数形式以及单数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，指定所述特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或附加。

除非另外定义，否则本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解，诸如在常用词典中定义的那些术语应被解释为具有与其在相关领域和本公开的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过于正式的意义，除非在此明确定义。

在描述本发明时，将理解，公开了许多技术。这些技术中的每一个都具有单独的益处，并且每个还可以与其他公开技术中的一个或多个或者在一些情况下全部相结合使用。因此，为了清楚起见，本说明书将避免以不必要的方式重复各个技术的每种可能组合。然而，说明书和权利要求书应当在理解这些组合完全落在本发明和权利要求的范围内的情况下来阅读。

在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实践。

本公开被认为是本发明的示例，并且不旨在将本发明限制于由以下附图或说明书示出的特定实施例。作为示例，本文将描述诸如图1等的视图中所示的自行车1和驱动单元10。在图1中，箭头Y1和Y2分别表示向前方向和向后方向，并且箭头Z1和Z2分别表示向上方向和向下方向。在图5中，箭头X1和X2分别表示向右方向和向左方向，并且由箭头X1-X2表示的方向称为左右方向或轴向。

[车辆]

如图1所示，自行车1包括前叉3、保持在前叉3的下边缘处的前轮2以及通过转向轴连接到前叉3的把手杆4。自行车1包括位于与把手杆4向后间隔开的位置处的座椅6。座椅6固定在座柱7a的上边缘处。

曲柄60布置在座柱7a下方。曲柄60包括曲柄轴61(参见图5)、附装到曲柄轴61的相对两端的曲柄臂62以及附装到曲柄臂62的踏板63。

车体框架7包括座柱7a、支撑转向轴的头管7b以及从头管7b向下倾斜地延伸的下框架7c。座柱7a的下端和下框架7c的下端固定到支架7d。自行车1的驱动单元10(参见图3)包括前外壳56，前外壳56位于稍后描述的后臂50的最前部并且保持曲柄60。前外壳56联接到支架7d。自行车1包括电池13，电池13用于存储要提供给稍后描述的电动马达30的电力。电池13附装到例如下框架7c。车体框架7的结构、前外壳56的支撑结构和电池13的位置不限于上述示例。

[三种驱动模式]

如图2所示，加速器手柄4a设置在把手杆4的右部。加速器手柄4a包括用于检测加速器手柄4a的操作量(旋转位置)的加速器传感器4b。自行车1包括后轮40和附装到后轮40的电动马达30(参见图5)。加速器传感器4b的输出信号被馈送到车辆控制器11。车辆控制器11根据加速器手柄4a的操作量来产生指令值。马达驱动器12根据指令值向电动马达30供给电力。马达驱动器12包括逆变器，逆变器例如将来自电池13的DC电力转换为与指令值相对应的频率的AC电力，并且然后将转换后的电力供给至电动马达30。此时，自行车1能够仅由来自电动马达30的动力驱动。

曲柄轴61(参见图5)的旋转力通过稍后描述的动力传递机构传递到后轮40。曲柄轴61包括传感器64(参见图5)，传感器64检测由使用者施加到踏板63的力(踏板力)(下文中，传感器64称为“踏板力传感器”)。踏板力传感器64是输出例如与曲柄轴61的扭转相对应的信号的传感器(例如，磁致伸缩式传感器)。如图2所示，踏板力传感器64的输出信号被馈送到车辆控制器11。车辆控制器11产生与踏板力相对应的指令值。马达驱动器12向电动马达30供给与指令值相对应的电力，并且利用所供给的电力驱动电动马达30。在以这种方式驱动电动马达30的情况下，辅助使用者对踏板63的踩踏。当电动马达30不工作时，后轮40仅由来自曲柄轴61的旋转力通过动力传递机构来驱动。

简而言之，自行车1可以以下列三种模式来驱动：(i)电动模式(仅由电动马达30的动力驱动)；(ii)辅助模式(由电动马达30和施加到踏板63的踏板力驱动；以及(iii)人力模式(仅由施加到踏板63的踏板力驱动)。自行车1可具有供使用者切换这三种模式的开关。

本公开中所提出的结构和操作不限于应用于可以选择这三种模式的自行车，而是例如还可以应用于仅能够选择(ii)辅助模式和(iii)人力模式的自行车。在这种情况下，自行车可以不包括加速器把手4a和加速器传感器4b。

[驱动单元]

在下文中，将描述驱动单元10的结构。驱动单元10包括两个动力系统。第一动力系统包括电动马达30，并且将电动马达30中所包括的转子32的旋转传递到后轮40的轮毂41。第二动力系统包括附装有踏板63的曲柄轴61，并且将曲柄轴61的旋转传递到后轮40的轮毂41。

[第一动力系统]

如图5所示，电动马达30包括定子31和转子32。定子31包括多个铁芯和缠绕在铁芯上的线圈，多个铁芯围绕后轮40的旋转中心Ax1以环形方式配置。转子32包括多个磁铁并且能够围绕旋转中心Ax1旋转，多个磁铁围绕后轮40的旋转中心以环形方式配置。自行车1的转子32位于定子31的径向外侧，并且在径向上与定子31相对。即，电动马达30是径向间隙式电动马达。与自行车1的示例不同，电动马达30可以是轴向间隙式电动马达。换句话说，转子32和定子31可以在轴向(旋转中心Ax1的方向)上彼此相对。

如图5所示，后轮40包括附装有轮胎44的轮辋43和轮毂41。后轮40还包括从轮毂41径向延伸并且支撑轮辋43的轮辐45。转子(磁铁)32固定到后轮毂41的内表面，并且转子32与后轮毂41一体地旋转。后轮毂41和电动马达30之间没有减速器(例如齿轮)，因此后轮40可以有效地被驱动而没有因减速器所导致的动力损失。

[第二动力系统]

如上所述，驱动单元10的前部包括附装有踏板63的曲柄轴61。如图5所示，与曲柄轴61一体地旋转的齿轮65(示例性自行车1中的锥齿轮)和上述踏板力传感器64布置在曲柄轴61上。供曲柄轴61的力(旋转)传递到后轮毂41的动力传递路径(第二动力系统)包括传递轴21，传递轴21间隔布置在曲柄轴61的后方。传递轴21位于后轮40的旋转中心Ax1处。如后所述，后臂50的后部包括臂后部51，并且传递轴21由臂后部51可旋转地支撑。

第二动力系统包括用于将曲柄轴61的动力(旋转力)传递到传递轴21的动力传递机构。在示例性驱动单元10中，动力传递机构是轴驱动机构。也就是说，如图5所示，动力传递机构包括设置在曲柄轴61上的齿轮65、设置在传递轴21上的齿轮26(具体地，锥齿轮)以及当从车辆的侧面观察时配置在车身的前后方向上的传递轴27(在下文中，传递轴21称为“第一传递轴”，并且传递轴27称为“第二传递轴”)。第二传递轴27的前端包括与曲柄轴61上的齿轮65相啮合的齿轮27A(具体地，锥齿轮)。第二传递轴27的后端包括与第一传递轴21上的齿轮26相啮合的齿轮27B(具体地，锥齿轮)。驱动单元10可以包括作为动力传递机构的链条驱动机构和带驱动机构。换句话说，自行车1可以包括链条和带来代替第二传递轴27。

第一传递轴21联接到后轮毂41。详细地，第一传递轴21通过单向离合器23联接到后轮毂41(参见图6)。单向离合器23将第一传递轴21的旋转力传递到后轮毂41，而不将后轮毂41的旋转力传递到第一传递轴21。第一传递轴21的支撑结构和单向离合器23的位置将稍后详细地描述。

[后臂的后部和轴壳体]

后臂50布置在后轮40和电动马达30的右侧或左侧，而未布置在另一侧。在示例性驱动单元10中，如图5所示，后轮40的左侧有后臂50，而右侧没有后臂。这样，维修操作者可以易于接近后轮40和电动马达30，并且这提高了维修操作的可作业性。例如，操作者可以易于拆卸后轮毂41的右壁41B。与示例性自行车1相反，后臂50可以仅布置在后轮40的右侧。

将曲柄轴61的旋转传递到第一传递轴21的动力传递机构在后轮40的电动马达30的左侧与后臂50一起布置。换句话说，第二传递轴27相对于后轮40的左右方向上的中心C1布置在后臂50的相同侧。因此，动力传递机构联接到第一传递轴21的左部。定子31由后臂50的后部51(下文中称为臂后部)支撑。臂后部51位于定子31的左侧。第一传递轴21从臂后部51侧向右延伸，并且布置在定子31的径向内侧。第一传递轴21横跨电动马达30的左右方向上的中心C1在动力传递机构和后臂50的相反侧(即，右侧)上联接到后轮毂41。换句话说，第一传递轴21联接到后轮毂41的右壁41B(参见图6)。这种结构允许后臂50仅位于左侧以支撑电动马达30以及从曲柄轴61到后轮毂41的动力传递。

如图5所示，后臂50的前部包括保持曲柄60的前外壳56。后臂50包括形成为管状并从前外壳56向后延伸的轴壳体53。第二传递轴27容纳在轴壳体53中，并且由设置在轴壳体53上的轴承可旋转地保持。第二传递轴27的前端处的齿轮27A位于前外壳56的内部。第二传递轴27的后端处的齿轮27B容纳在稍后描述的臂后部51的外壳51A中。

如图5所示，外壳51A从后轮40的左右方向上的中心C1(即，车辆的左右方向上的中心)向左偏离。轴壳体53从外壳51A朝向中心C1倾斜地向前延伸。轴壳体53的前端位于后轮40或电动马达30的前方。

如上所述，自行车1可以采用链条驱动机构或带驱动机构作为动力传递机构。在这种情况下，后臂50可以包括用于容纳链条或带的壳体，以代替轴壳体53。在又一个示例中，自行车1可以不包括用于容纳动力传递机构的壳体。

后臂50的臂后部51连接到轴壳体53的后端(参见图5)。如图6所示，臂后部51包括上述外壳51A。外壳51A连接到轴壳体53的后端。在示例性驱动单元10中，臂后部51包括前盖51E，前盖51E具有供轴壳体53的后端安装的开口并且固定到轴壳体53的后端。外壳51A通过诸如螺钉等的固定件固定到前盖51E，从而形成用于容纳齿轮27B和26的容纳部。外壳51A可以保护动力传递机构(具体地，齿轮27B和26)。用于将臂后部51连接到轴壳体53的结构不限于自行车1的示例，并且可以适当地改变。

[形成在后臂上的支撑轴]

如图6所示，驱动单元10包括支撑电动马达30和后轮40的支撑轴B。支撑轴B从臂后部51向右延伸。支撑轴B是沿后轮40和电动马达30的旋转中心Ax1配置的管状构件，并且不可旋转。将曲柄轴61的旋转力传递到后轮毂41的第一传递轴21布置在支撑轴B的内部。支撑轴B通过轴承49A和49B支撑后轮毂41，从而允许后轮40旋转。轴承49A和49B的布局将稍后详细地描述。

在示例性驱动单元10中，支撑轴B由彼此固定的两个构件组成。具体而言，如图6所示，支撑轴B包括轴本体51B和连接轴51C。轴本体51B和连接轴51C中的每一个是管状构件，并且它们在轴向上彼此固定。换句话说，支撑轴B在轴向上可以分开。电动马达30的定子31固定到连接轴51C的外周表面。例如，构成定子31的铁芯焊接或粘接到连接轴51C的外周表面。这样，连接轴51C用作定子31的保持件。轴本体51B与外壳51A一体地形成。连接轴51C位于轴本体51B的右侧，并通过诸如螺钉59(参见图7)和螺栓等的固定件固定到轴本体51B。在示例性自行车1中，螺钉59位于定子31的径向内侧。支撑轴B以这种方式由两个构件(即，轴本体51B和连接轴51C)构成，这使得驱动单元10易于组装。例如，在驱动单元10的组装过程中，可以将定子31固定到连接轴51C的外周表面，然后使用螺钉59将连接轴51C连接到轴本体51B上。

支撑轴B的构造不限于驱动单元10的示例。支撑轴B的轴本体51B和连接轴51C可以一体地形成。在这种情况下，定子可以安装在支撑轴B的外侧，并且定子的内周可以固定到支撑轴B的外周表面。在又一个示例中，轴本体51B和外壳51A可以单独形成。轴本体51B和外壳51A可以通过诸如螺钉等的固定件彼此固定。

[后轮毂及其支撑结构]

如图6所示，后轮毂41包括右壁41B和左壁41A。右壁41B位于后轮40的左右方向上的中心C1(电动马达30的中心)的右侧，并且覆盖电动马达30的右侧。左壁41A位于后轮40的中心C1的左侧，并且覆盖电动马达30的左侧。在示例性自行车1中，后轮毂41包括形成为圆筒状并位于右壁41B和左壁41A之间的中间壁41C。中间壁41C覆盖电动马达30的外周表面。上述转子(磁铁)32固定到中间壁41C的内表面。如图7所示，右壁41B的外周通过诸如螺钉42或螺栓等的固定件固定到中间壁41C。类似地，左壁41A的外周通过诸如螺钉42或螺栓等的固定件固定到中间壁41C。

后轮毂41的构造不限于自行车1的示例。后轮毂41可以由两个构件形成。例如，左壁41A(或右壁41B)和中间壁41C可以一体地形成。

如图6所示，左壁41A上形成有沿轴向敞开的开口41a。支撑轴B和第一传递轴21布置在开口41a的内部。也就是说，支撑轴B和第一传递轴21通过开口41a从后轮毂41的内部延伸到后轮毂41的外部。在示例性自行车1中，后臂50仅布置在后轮40的左侧。这样，与左壁41A不同，后轮毂41的右壁41B不具有供支撑轴B和第一传递轴21布线穿过的开口。

后轮毂41通过左轴承49A和右轴承49B支撑，左轴承49A和右轴承49B在左右方向上彼此间隔开。两个轴承49A和49B横跨后轮40的中心C1在左右方向上彼此相对。如图6所示，左轴承49A布置在左壁41A的开口41a的内周表面和支撑轴B的外周表面(更具体地，轴本体51B)之间。右轴承49B布置在后轮毂41的右壁41B与支撑轴B(更具体地，连接轴51C)的外周表面之间。具体地，右壁41B的内表面上形成沿轴向(示例性驱动单元10中向左)突出的支撑部41b。当沿轴向观察时，支撑部41b呈环形。右轴承49B布置在支撑部41b的内周表面和连接轴51C的外周表面之间。

如上所述，支撑轴B通过轴承49A和49B支撑后轮毂41，并且允许后轮毂41旋转。用于支撑后轮毂41的结构不限于驱动单元10的示例。例如，与驱动单元10的示例相反，右壁41B的支撑部41b可以位于管状支撑轴B的端部的内部。在这种情况下，右轴承49B可以布置在右壁41B的支撑部41b的外周表面和支撑轴B的内周表面之间。

在两个轴承49A和49B之间，靠近后臂50的一个轴承比另一个轴承更宽。在示例性自行车1中，左轴承49A的轴向宽度比右轴承49B的宽度更宽。这增加了后轮毂41的支撑结构的耐久性。

如图6所示，密封件48布置在左壁41Ab的开口41a的内周表面和支撑轴B(更具体地，轴本体51B)的外周表面之间。密封件48在轴向上位于轴承49A的外侧(示例性驱动单元10中的左侧)。

如图6和图7所示，轴本体51B包括大径部51f和小径部51g，小径部51g的直径小于大径部51f的直径。大径部51f位于左轴承49A的径向内侧。在示例性自行车1中，大径部51f上形成有线缆通道(通孔)51a，并且稍后描述的电缆33布线穿过线缆通道51a(参见图4和图7)。小径部51g位于大径部51f的右侧，并且固定到连接轴51C。固定有定子31的连接轴51C具有与小径部51g基本相同的直径。止动板57附装到大径部51f的侧表面，以防止左轴承49A脱落。此外，引导板58附装到大径部51f的侧表面，以引导连接到定子31的电线的位置。

如图6所示，径向延伸的凸缘部51c形成在支撑轴B(具体地，连接轴51C)的端部。凸缘部51c防止右轴承49B沿轴向向外(在驱动单元10的示例中向右)移动。在驱动单元10的组装过程中，例如，右轴承49B安装在连接轴51C的外侧，然后定子31固定到连接轴51C的外周表面。随后，连接轴51C通过诸如螺钉59等的固定件固定到轴本体51B。用于防止右轴承49B脱落的结构不限于驱动单元10的示例。

[制动装置]

自行车1包括用于后轮40的制动装置71。如图3所示，制动装置71例如是盘式制动装置因此包括制动盘72和制动钳73，制动盘72与后轮毂41一体地旋转。如图6所示，制动盘72附装到例如左壁41A。这样，支撑轴B和第一传递轴21位于制动盘72的径向内侧。制动钳73由后臂50支撑。例如，制动钳73由轴壳体53通过支架53a支撑(参见图3)。制动装置71的构造不限于驱动单元10的示例。例如，制动装置71可以是鼓式制动装置。在这种情况下，制动鼓可以附装到左壁41A。

[传递轴的单向离合器和支撑结构]

如图6所示，支撑轴B和第一传递轴21从后轮毂41的开口41a向左突出。第一传递轴21比支撑轴B延伸得更靠左，因此包括位于比支撑轴B更靠左的位置处的部分21a(以下称为连接部)。连接部21a连接到第二传递轴27。在示例性驱动单元10中，连接部21a通过齿轮26和27B连接到第二传递轴27。连接部21a上的齿轮26在轴向上位于比第二传递轴27的齿轮27B更靠外(更具体地，靠左)的位置。

如上所述，第一传递轴21横跨后轮40的中心C1在后臂50和动力传递机构(在示例中的自行车1，第二传递轴27和齿轮26和27B)的相对侧上连接到后轮毂41，使得动力可以从第一传递轴21传递到后轮毂41。换句话说，第一传递轴21连接到与形成有开口41a的壁部相对的壁部(在驱动单元10的示例中，右壁41B)。

在示例性驱动单元10中，第一传递轴21通过单向离合器23连接到右壁41B，单向离合器23允许动力传递到后轮毂41并且防止沿相反方向的动力传递。如图6所示，连接部41c形成在右壁41B的内表面上。连接部41c在轴向上从右壁41B的内表面突出，并且当沿轴向观察时呈环形。连接部41c位于支撑轴B(具体地，连接轴51C)的端部的径向内侧。第一传递轴21的端部(右端)位于连接部41c的径向内侧。单向离合器23布置在连接部41c的内周表面和传递轴21的外周表面之间。

以这种方式，在从曲柄轴61延伸到后轮毂41的动力传递路径中，单向离合器23位于第二传递轴27的下游。这样，例如，当自行车1仅通过电动马达30的动力行驶时，不产生第二传递轴27的旋转。结果，可以防止电动马达30的动力被第二传递轴27的旋转浪费。具体地，在示例性自行车1中，单向离合器23在动力传递路径中位于第一传递轴21的下游。这样，当自行车1仅通过电动马达30的动力行驶时，不仅不会产生第二传递轴27的旋转而且不会产生第一传递轴21的旋转。

单向离合器23的位置不限于驱动单元10的示例。例如，第一传递轴21可以由在轴向上彼此连接的两个构件形成，并且单向离合器23可以布置在两个构件之间。在又一示例中，单向离合器23可以布置在第一传递轴21和第一传递轴21上的齿轮26之间，或者第二传递轴27和第二传递轴27上的齿轮27B之间。

如上所述，支撑轴B不可旋转，而布置在支撑轴B的内部的第一传递轴21可旋转。如图6所示，第一传递轴21通过在左右方向上彼此间隔开的轴承47A和47B可旋转地支撑。在示例性驱动单元10中，轴承47A和47B分别布置在第一传递轴21的左端和右端。即，第一传递轴21可旋转地支撑在其相对的端部。轴承47A和47B的这种放置可以提高第一传递轴21的支撑的稳定性。例如，与将轴承47A和47B布置在第一传递轴21的中心并且由支撑轴B支撑第一传递轴21的结构相比，可以有效地防止第一传递轴21的变形。

如图6所示，在示例性驱动单元10中，与单向离合器23类似，右轴承47B布置在后轮毂41的连接部41c的内周表面和第一传递轴21的外周表面之间。这样，连接部41c的内周表面和第一传递轴21的外周表面之间的间隙(布置单向离合器23的间隙)可以通过轴承47B高精度地维持。在示例性驱动单元10中，轴承47B在轴向上位于比单向离合器23更靠外(具体地，靠右)的位置。

如图6所示，后臂50的臂后部51在轴向上位于第一传递轴21的外侧(示例性驱动单元10中的左侧)，并且包括用于覆盖外壳51A的左盖51D。左轴承47A保持在左盖51D的内部。具体地，在左盖51D的内表面上形成凹部，并且轴承47A安装到该凹部中。这样，轴承47A在轴向上位于比第一传递轴21的齿轮26更靠外的位置(具体地，靠左)。这防止了第一传递轴21变形，并且能够高精度地维持齿轮26在第一传递轴21上的相对位置和齿轮27B在传递轴27上的相对位置。

如上所述，第一传递轴21的左端由臂后部51通过轴承47A支撑。第一传递轴21的右端由后轮毂41的右壁41B通过轴承47B支撑。如上所述，后轮毂41的右壁41B由后臂50的支撑轴B支撑，因此第一传递轴21的右端由支撑轴B间接地支撑。

第一传递轴21的支撑结构不限于驱动单元10的示例。例如，轴承47A和47B中的一个或两个可以位于支撑轴B的内部以支撑第一传递轴21。即，轴承47A和47B中的一个或两个可以布置在支撑轴B的内周表面和第一传递轴21的外周表面之间。

如图6所示，在支撑轴B的内周表面和第一传递轴21的外周表面之间设置间隙。这样，第一传递轴21和支撑轴B之间不产生摩擦，因此，第一传递轴21可以平稳地旋转。如上所述，第一传递轴21包括位于比支撑轴B更靠左的位置处的连接部21a。该连接部21a位于由外壳51A和左盖51D所限定的容纳部的内部。该结构可以防止外部灰尘和湿气通过支撑轴B的内周表面和第一传递轴21的外周表面之间的间隙进入后轮毂41的内部。

[电缆]

如图7所示，驱动单元10包括电缆33。电缆33包括连接到定子31的电线以及连接到检测电动马达30的旋转速度的编码器的电线。环形引导板58布置在后轮毂41的内部，以引导电缆33的位置。电缆33位于引导板58和支撑轴B(轴本体51B)的小径部51g之间。电缆33在左轴承49A的径向内侧布线，并且从后轮毂41的内部延伸到外部。这种构造允许电缆33朝向后臂50延伸。电缆33沿后臂50配置，并且包括在电缆33中的电线的端部连接到马达驱动器12和/或车辆控制器11(参见图2)。

如图7所示，供电缆33布线穿过的线缆通道51a形成在支撑轴B上。线缆通道51a允许后轮毂41的内部与外壳51A的内部之间的连通。即，线缆通道51a不与车辆的外部连通，而是与外壳51A的内部连通。这防止外部灰尘和湿气通过线缆通道51a进入后轮毂41的内部。

如图7所示，支撑轴B包括沿轴向贯通支撑轴B的孔。该通孔用作线缆通道51a。如上所述，支撑轴B包括在轴向上彼此连接的轴主体51B和连接轴51C。轴本体51B的大径部51f具有比小径部51g和连接轴51C大的直径，并且轴本体51B的右侧表面暴露于后轮毂41内部。线缆通道51a形成在轴本体51B的右侧表面上。例如，线缆通道51a布置在第一传递轴21上方。

线缆通道51a的构造不限于驱动单元10的示例。例如，可以在支撑轴B的外周表面上(具体地，在轴本体51B的大径部51f的外周表面上)形成凹槽。这种凹槽可以用作线缆通道51a。同样在这种情况下，电缆33布置在左轴承49A的径向内侧。在又一个示例中，环形构件(轴环)可以径向布置在轴本体51B的外周表面和左轴承49A之间。通孔可以形成在环形构件上以用作线缆通道51a。

在示例性驱动单元10中，电缆33布线穿过外壳51A，并且如图3所示，沿着后臂50(更具体地，沿着轴壳体53)向前延伸。外壳51A的前侧上的壁(前盖51E，参见图3)具有贯通壁的通孔51e(参见图7)。电缆33布线穿过通孔51e，并且从外壳51A的内部向前延伸。通孔51e例如位于第二传递轴27的齿轮27B上方。

如图7所示，线缆引导件52可以布置在外壳51A内。线缆引导件52引导电缆33在外壳51A内部的位置。线缆引导件52布置成防止布置在壳体部51A的内部的齿轮26和27B与电缆33之间的干涉。具体地，线缆引导件52布置在齿轮26的上方和右侧以及齿轮27B的上方。

[辅助外壳]

如上所述，驱动单元10包括马达驱动器12(参见图2)，马达驱动器12具有逆变器并且将存储在电池13中的电力供给至电动马达30。在示例性驱动单元10中，马达驱动器12由后臂50支撑。具体地，如图4和图5所示，后臂50包括辅助外壳55，并且辅助外壳55容纳马达驱动器12。马达驱动器12的这种放置可以缩短从电池13延伸到电动马达30的供电电线的长度。在示例性驱动单元10中，辅助外壳55还容纳车辆控制器11，车辆控制器11计算针对马达驱动器12的指令值。

如图5所示，在示例性驱动单元10中，辅助外壳55位于曲柄轴61和第一传递轴21之间。辅助外壳55布置在后轮40的前方，并且在车辆的前视图中辅助外壳55的至少一部分与后轮40重叠。辅助外壳55位于曲柄轴61后方，并且在车辆的前视图中辅助外壳55的至少一部分与曲柄轴61重叠。辅助外壳55的这种放置可以防止外部物体与辅助外壳55碰撞。

如图4所示，辅助外壳55包括在左右方向上彼此结合的左外壳55A和右外壳55B。左外壳55A具有右侧敞开的盒状形状，并且右外壳55B具有左侧敞开的盒状形状。左外壳55A附装到后臂50。在示例性驱动单元10中，轴壳体53在前后方向上贯通左外壳55A。前外壳56布置在左外壳55A前方，并且左外壳55A固定到前外壳56。马达驱动器12和车辆控制器11附装到右外壳55B的内部。散热片55a可以形成在右外壳55B的外表面上。

辅助外壳55的位置和将辅助外壳55附装到后臂50的结构不限于驱动单元10的示例。例如，右外壳55B可以附装到轴壳体53，并且左外壳55A可以附装到右外壳55B。在这种情况下，马达驱动器12和车辆控制器11可以固定到左外壳55A。在又一个示例中，辅助外壳55可以由在前后方向上彼此结合的两个构件形成。在又一个示例中，辅助外壳55可以附装到轴壳体53的外表面。在又一个示例中，电缆33可以布线穿过轴壳体53的内部。

如图4所示，辅助外壳55具有位于轴壳体53上方的开口55b(下文称为“线缆开口”)。电缆33通过线缆开口55b进入辅助外壳55。在示例性驱动单元10中，线缆开口55b形成在左外壳55A上，并且电缆33位于轴壳体53上方。这防止电缆33与后轮40之间以及电缆33与自行车1的路径上的障碍物之间的干涉。电缆33从电缆开口55b进入辅助外壳55，向右弯曲，并且延伸到上述马达驱动器12。辅助外壳55包括其中的引导壁55c，以防止电缆33和轴壳体53之间的干涉。

如图4所示，通孔55d形成在辅助外壳55前方的壁上。辅助外壳55通过通孔55d和形成在前外壳56上的通孔56d与前外壳56的内部连通(参见图8)。连接到踏板力传感器64的电线通过通孔55d和56d连接到辅助外壳55内部的车辆控制器11。

[后臂的前部]

如图4所示，后臂50的前部包括例如容纳齿轮65和踏板力传感器64的前外壳56。前外壳56通过轴承66A和66B支撑曲柄轴61，并且允许曲柄轴61旋转。曲柄轴61的相对两端沿轴向从前外壳56突出。踏板63分别固定到曲柄轴61的相对两端。前外壳56容纳布置在曲柄轴61上的齿轮65和踏板力传感器64(参见图5)。

前外壳56附装到支架7d(参见图1)，支架7d设置在车体框架7的最下部。支架7d是例如底侧敞开的盒状构件。前外壳56布置在支架7d内部，并且附装到支架7d。如图4所示，前外壳56包括向上延伸并且在前后方向上彼此隔开的前连接部56a和后连接部56b。例如，固定件8(具体地，螺栓，参见图8)沿左右方向***连接部56a和56b以及支架7d，因此连接部56a和56b固定到支架7d。

前外壳56可以通过阻尼器附装到支架7d。在示例性自行车1中，阻尼器56c附装到后连接部56b，并且被后连接部56b和支架7d竖直地夹持。连接部56b附装到支架7d，以便能够轻微地和竖直地移动到支架7d。这样，当自行车1摆动时，后臂50能够绕***前连接部56a的固定件(具体地说，螺栓)竖直移动，并且阻尼器56c抑制后臂50的竖直移动。将前外壳56附装到车体框架7的结构可以不限于驱动单元10的示例，而是可以适当地改变。

[结论]

(1)如上所述，驱动单元10包括设置在后轮40上的后轮毂41、后臂50、第一动力系统和第二动力系统。第一动力系统包括电动马达30，电动马达30具有能够绕后轮40的旋转中心Ax1旋转的转子32和定子31并且容纳在后轮毂41中。第一动力系统将转子32的旋转传递到后轮毂41。第二动力系统包括附装有踏板63的曲柄轴61并且将曲柄轴61的旋转传递到后轮毂41。第二动力系统包括第一传递轴21和动力传递机构并且通过动力传递机构和第一传递轴21将曲柄轴61的旋转传递到后轮毂41。第一传递轴21是可旋转的并布置在定子31的径向内侧，并且动力传递机构将曲柄轴61联接到第一传递轴21。后臂50和动力传递机构布置在后轮40的左右方向上的中心C1的左侧，并且传递轴21在后轮40的左右方向上的中心C1的右侧的位置处联接到后轮毂41。根据驱动单元10，后轮毂41可以由布置在后轮40左侧的后臂50支撑，因此维修操作者例如可以易于接近电动马达。这提高了维修操作的可作业性。

(2)驱动单元10包括从后臂50的后部向右延伸的管状支撑轴。第一传递轴21布置在支撑轴的径向内侧，并且定子31固定在支承轴B的径向外侧。以这种方式，定子31可以用简单的结构来支撑。

(3)后轮毂41包括位于后轮40的左右方向上的中心C1左侧的左壁41A以及位于后轮40的左右方向上的中心C1右侧的右壁41B。传递轴21通过形成在左壁41A上的开口41a进入后轮毂41内部，向右延伸，并且联接到右壁41B。

(4)后轮毂41由支撑轴B可旋转地支撑。以这种方式，后轮毂41可以用简单的结构来支撑。

(5)具体地，左轴承49A安装在支撑轴B的径向外侧，并且后轮毂41的左壁41A由左轴承49A可旋转地支撑。

(6)右轴承49B横跨电动马达30的左右方向上的中心C1布置在左轴承49A的相反侧。后轮毂41的右壁41B可以由右轴承49B可旋转地支撑。

(7)单向离合器23布置在从曲柄轴61到后轮毂41的动力传递路径中。单向离合器23允许旋转力从曲柄轴61传递到后轮毂41，并且防止旋转力从后轮毂41传递到曲柄轴61。这可以防止曲柄轴61在自行车仅通过电动马达30的动力行驶时旋转。结果，可以减小电动马达30的动力损失。

(8)单向离合器23布置在将动力从曲柄轴61传递到第一传递轴21的动力传递机构(65、27、26)的下游。这可以防止动力传递机构在自行车仅通过电动马达30的动力行驶时移动。结果，可以进一步减小电动马达30的动力损失。

(9)单向离合器23布置在第一传递轴21和后轮毂41之间。这可以防止第一传递轴21在自行车仅通过电动马达30的动力行驶时旋转。结果，可以进一步减小电动马达30的动力损失。

(10)连接到定子31的电缆33在左轴承49A的径向内侧布线。该构造允许电缆33朝向后臂50延伸。

(11)在支撑轴B上形成有供电缆33布线穿过的线缆通道51a。

第一传递轴21包括比支撑轴B更靠左突出的部分21a(连接部)，并且动力传递机构联接到第一传递轴21的连接部21a。

(12)第一传递轴21可旋转地支撑在其相对两端。具体地，第一传递轴21的连接部21a由后臂50通过轴承47A支撑，并且后轮毂41的右壁41B保持支撑第一传递轴21的轴承47B。与用于支撑第一传递轴21的轴承布置在支撑轴B内部的结构相比，这种结构可以有效地防止第一传递轴21变形。

(13)动力传递机构包括将动力从曲柄轴61传递到第一传递轴21的第二传递轴27。动力传递机构容纳在后臂50中。

(14)驱动单元10包括向电动马达30供给电流的马达驱动器12。马达驱动器12由后臂50支撑。这可以缩短向电动马达30供给电力的电线的长度。

[包括链条驱动机构的示例]

本公开中所提出的驱动单元和自行车不限于上述驱动单元10和自行车1的示例。图9是示出包括链条驱动机构的驱动单元的示例的视图，该链条驱动机构作为用于将旋转力从曲柄轴61传递到第一传递轴21的动力传递机构。图10是沿图9中的X-X线截取的驱动单元的剖视图。

在这些视图中，与先前所示的那些相同或相似的元件用与先前所示元件相同的附图标记表示。在下文中，将主要描述驱动单元110和驱动单元10之间的差异。关于驱动单元110的未描述事项与驱动单元10的事项相同或基本相同。

如图10所示，驱动单元110包括布置在曲柄轴61上的链轮125、布置在传递轴21上的链轮126以及由链轮125和链轮126啮合的传递链127作为动力传递机构。驱动单元110可以包括防止传递链127变形的张力机构129(参见图9)。与图5所示的驱动单元10不同，例如，在驱动单元110中，后臂150和传递链127布置后轮40的右侧。支撑轴B包括轴本体51B和连接轴51C。在驱动单元110中，轴本体51B布置在连接轴51C的右侧，并且固定到连接轴51C。

类似于后臂50，后臂150包括具有支撑轴B的臂后部151、容纳踏板力传感器64的前壳体156以及容纳马达驱动器12和车辆控制器11的辅助外壳155。后臂150包括容纳传递链127的链条容纳部D。链条容纳部D的前部、前壳体156和辅助外壳155由在左右方向上联接在一起的三个构件形成。即，后臂150的前部包括左盖150A、右盖150B和分隔板150C。前外壳156和辅助外壳155由左盖150A和隔板150C限定。马达驱动器12和车辆控制器11固定到左盖150B。链条容纳部D的前部由右盖150B和分隔板150C限定。后臂150包括管状链条壳体153，以用于将臂后部151的外壳151A连接到后臂150的前部并且形成链条容纳部D。

[其他示例]

驱动单元110可以使用带驱动机构作为动力传递机构。即，驱动单元110可以包括固定到曲柄轴61的带轮、固定到传递轴21的带轮以及由这两个带轮接合的带。

在又一个示例中，自行车可以仅具有辅助模式和人力模式，并且不具有自行车仅通过电动马达30的动力行驶的电动模式。在这种情况下，自行车可以不具有加速器手柄4a和加速器传感器4b。

在又一个示例中，后轮毂41可以不包括左壁41A。在这种情况下，中间壁41C可以由左轴承49A支撑。

尽管本文已经参考实施例及其具体示例示出和描述了本发明，但是对于本领域普通技术人员显而易见的是，其他实施例和示例可以执行类似的功能和/或实现相同的结果。所有这些等同的实施例和示例都落在由权利要求所限定的本发明的范围内，由此被设想到，并且旨在由权利要求覆盖。