CN102414078B - 具备再生机构的电动辅助自行车 - Google Patents

Abstract

在具备内置变速器的中心马达方式的电动辅助自行车中，尽可能地不使装置复杂化就能够进行再生充电。在驱动轮的轮毂(1)具备由行星齿轮机构构成的变速机构(5)、反向输入用单向离合器(2)、以及离合器切换装置(9)。变速机构(5)具有至少一个太阳齿轮(5a)，将驱动力通过链轮(7)传递到驱动轮。并且具备变速控制机构(10)，对于来自链轮(7)的驱动力，变速控制机构(10)通过将上述太阳齿轮在能够绕车轴(11)旋转的状态和不能绕车轴(11)旋转的状态之间切换来进行变速，反向输入用单向离合器(2)设置在至少一个太阳齿轮(5a)与车轴(11)之间，对于反向输入由离合器切换装置(9)将太阳齿轮(5a)在能够绕车轴(11)旋转的状态和不能绕车轴(11)旋转的状态之间切换。驱动时，由离合器切换装置(9)将反向输入用单向离合器(20形成为能够旋转状态，在前进非驱动时，形成为不能旋转的状态，由此将反向输入扭矩传递到链轮(7)。

Description

具备再生机构的电动辅助自行车

技术领域

本发明涉及利用电动马达对人力驱动系统施加辅助力的电动辅助自行车。

背景技术

在利用电动马达对人力驱动系统施加辅助力的电动辅助自行车中，作为用于赋予电动辅助力的马达用电源搭载有电池。期望该电池能够通过一次充电长时间行驶，因此，开发出有具备如下功能的电动辅助自行车：有效地利用自身行驶过程中的能量，借助该自身行驶过程中的再生发电来对电池进行充电。

作为基于再生发电的电池的充电装置，例如专利文献1中公开了检测制动杆的操作而指令再生装置进行再生动作的再生控制装置的技术(例如参照专利文献1)。

在搭载有这种电力再生功能的情况下、例如如专利文献2所示在车辆周边设置有马达以及变速器的电动辅助自行车(轮毂马达(hubmotor)方式)的情况下，通过将车轴与马达的转子直接连结，能够比较容易地实现电力再生(例如参照专利文献2)。

但是，在该轮毂马达方式的情况下，从马达到二次电池为止的距离容易变远，存在到二次电池为止的配线的处理变得繁杂的倾向。并且，当将马达配置于前侧的车轴时存在操作性恶化的问题，当将马达配置于后侧的车轴时存在难以与变速器并存的问题。

因此，在搭载电力再生功能的情况下，如果谋求操作性和构造的简化的话，则例如如专利文献3那样形成为具备将包括曲轴及其轴承等的人力驱动系统、和使由马达产生的辅助动力与曲轴合力的驱动系统收纳于单个的壳体的驱动装置亦即所谓的中心马达单元(center motor unit)的构造(中心马达方式)的做法是有利的(例如参照专利文献3)。

作为以中心马达方式搭载有电力再生功能的电动辅助自行车，例如存在专利文献4所示的电动辅助自行车。

在该电动辅助自行车中，在马达输出轴与驱动链轮之间设置第一单向离合器，在输入有踩踏力的脚踏板曲轴与驱动链轮之间设置第二单向离合器，此外，设置根据制动操作来锁定第一单向离合器的直接连结单元，由此来实现制动时的电力再生。另外，后轮毂和后链轮直接连结，以便当进行再生时能够将来自轮胎的反向输入扭矩传递至马达。

并且，同样，作为搭载有电力再生功能的电动辅助自行车，例如存在专利文献5所示的电动辅助自行车。

在该电动辅助自行车中，在中心马达单元内，在马达的输出轴设置能够与制动操作联动而切换锁定方向的双向离合器，以实现制动时的电力再生。

即，当进行马达助力时，使双向离合器在正转方向锁定，由此能够将马达的输出传递至车轴，能够进行马达助力。并且，如果与乘员的制动操作联动而切换双向离合器的锁定方向，使双向离合器在反转方向锁定的话，则能够将来自车轴侧的反向输入扭矩(正转方向)传递到马达，由此能够进行再生发电以及制动助力。在该结构中，当进行再生时需要将来自车轴侧的反向输入扭矩传递到马达侧，因此使后轮毂与后链轮直接连结。

专利文献1：日本特开平8-140212号公报

专利文献2：日本特开2003-166563号公报

专利文献3：日本特开平10-250673号公报

专利文献4：日本特开2001-213383号公报

专利文献5：日本特开2004-268843号公报

如前面所述，电动辅助自行车大致分成将马达设置在曲轴周边的中心马达方式、以及将马达内置在前轮毂或者后轮毂的轮毂马达方式。

在轮毂马达方式中，除了马达之外，需要将减速器也一并组装在后轮毂内，但在空间上难以实现高减速比，存在无法得到大的扭矩的问题。并且，重物配置在从自行车的中心离开的位置，因此存在操纵性差、且因马达与电池离开而导致配线的处理变得复杂的问题。此外，由于来自轮胎的冲击直接传递到减速器以及马达，因此存在容易发生故障的缺点。因此，当前中心马达方式成为主流。

在中心马达方式的驱动系统中，在搭载有电力再生功能的情况下，来自车轮的反向输入扭矩传递到马达轴，因此，在上述专利文献4、专利文献5中，后轮毂与后链轮直接连结。

对于该点，一般的自行车的变速机构存在以下两种方式：在曲轴或者后侧车轴的任一方或者双方的同轴上设置多级的链轮，通过利用拨链器(derailleur)使链条在链轮之间移动从而进行变速的方式(外置变速器)；以及通过换挂设置于后轮毂的内部的齿轮来进行变速的方式(内置变速器)。在内置变速器内通常设置有单向离合器，来自轮胎的反向输入从后轮毂传递给后链轮。

外置变速器构造简单且重量轻，但会成为链轮、链条磨损的原因，会成为链条脱落的原因。另一方面，内置变速器因具有防尘、防水性，且无需维护(maintenance free)因此多使用于城市车(City cycle)。当前，电动助力自行车以城市自行车为中心展开，几乎都采用内置变速器。

但是，这样，当采用内置变速器时，如果直接采用内置变速器，来自车轮的反向输入无法从后轮毂传递到后链轮。因此，无法利用来自车轮的反向输入使中心马达旋转、再生。

为了与反向输入对应，例如能够从车轮到曲轴、以及从车轴到马达轴分别以不同的动力传递构件进行结合，但使用两条传递构件的情况在布局方面、成本方面都会导致商品价值大幅降低。

发明内容

因此，本发明的课题在于，在具备内置变速器的中心马达方式的电动辅助自行车中，尽可能地不使装置复杂化就能够进行再生充电。

为了解决上述课题，本发明采用一种具备再生机构的电动辅助自行车，将二次电池以及辅助驱动用的马达安装于连结前轮和后轮的车架，能够将由从曲轴传递来的踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力传递到驱动轮，当前进非驱动时，上述再生机构将由从上述驱动轮朝向上述马达的输出轴的反向输入产生的再生电力还原至上述二次电池，上述具备再生机构的电动辅助自行车的特征在于，在设置于上述驱动轮的轮毂具备变速机构、反向输入用单向离合器、以及离合器切换装置，上述变速机构由行星齿轮机构构成，具有至少一个太阳齿轮，具有将由上述踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力通过链轮传递到上述驱动轮的功能，并且具备变速控制机构，对于来自上述链轮的驱动力，上述变速控制机构通过将上述太阳齿轮在能够绕车轴旋转的状态和不能绕车轴旋转的状态之间切换来进行变速，上述反向输入用单向离合器设置在至少一个太阳齿轮与车轴之间，并且具有对于来自上述驱动轮的反向输入而由上述离合器切换装置将上述太阳齿轮在能够绕车轴旋转的状态和不能绕车轴旋转的状态之间切换的功能，上述具备再生机构的电动辅助自行车具有以下功能：当进行驱动时，来自上述链轮的驱动力通过上述变速机构传递到驱动轮，当前进非驱动时，利用上述离合器切换装置使上述反向输入用单向离合器中的上述太阳齿轮和车轴对于反向输入不能旋转，由此能够将来自上述驱动轮的反向输入扭矩传递到上述链轮。

根据上述结构，当驱动前进时，驱动力经由变速机构从驱动轮的链轮传递到轮毂，自行车前进。当前进非驱动时，来自驱动轮的轮毂的反向输入经由反向输入用单向离合器传递到链轮，此外，扭矩从链轮通过动力传递构件传递到马达驱动链轮，从而能够进行再生发电。另外，由于反向输入用单向离合器相对于驱动力始终空转，因此，驱动时，离合器切换装置的状态并未被限定。

这样，通过将反向输入用单向离合器配置在太阳齿轮与车轴之间，在具备内置变速器的中心马达方式的电动辅助自行车中，不会使装置复杂化，能够实现驱动力的传递和反向输入的传递。

作为上述反向输入用单向离合器能够采用公知的单向离合器，例如能够采用棘爪离合器。

并且，作为上述离合器切换装置，例如能够采用如下的结构：上述离合器切换装置具有棒状的操作部，该操作部的一端通过车轴内部被引出到外部，从而能够从外部进行轴向移动的操作，通过使该操作部沿轴向移动，能够在上述反向输入用单向离合器中的上述太阳齿轮能够相对于车轴旋转的状态和不能相对于车轴旋转的状态之间切换。

并且，作为由其他结构构成的上述离合器切换装置，例如能够采用如下的结构：上述离合器切换装置具有能够绕上述车轴旋转的旋转部件，该旋转部件沿着上述车轴被引出到轮毂壳外部，从而能够从外部进行旋转操作，通过使该旋转部件绕车轴旋转，能够在上述反向输入用单向离合器中的上述太阳齿轮能够相对于车轴旋转的状态和不能相对于车轴旋转的状态之间切换。

另外，作为这些上述反向输入用单向离合器能够采用公知的单向离合器，例如能够采用使用滚子作为卡合件的滚子离合器。或者，能够采用使用楔块作为卡合件的楔块式离合器。

此外，作为其他的结构，能够采用如下的结构：上述反向输入用单向离合器是利用保持器保持卡合件的卡合件离合器，上述离合器切换装置具有能够绕上述车轴旋转的旋转部件，该旋转部件的一端沿着上述车轴被引出到轮毂壳外部，从而能够进行旋转操作，该旋转部件的另一端连结于上述反向输入用单向离合器的上述保持器，通过使该旋转部件绕车轴旋转，能够在上述反向输入用单向离合器中的上述太阳齿轮能够相对于车轴旋转的状态和不能相对于车轴旋转的状态之间切换。

在上述各结构中，与制动操作联动地进行由上述离合器切换装置所进行的、在上述太阳齿轮和车轴对于来自上述驱动轮的反向输入能够旋转的状态和不能旋转的状态之间的切换。

另外，在中心马达单元内，通过将马达输出轴和马达驱动链轮直接连结，能够传递驱动力以及反向输入这两个方向的扭矩，并且，通过在曲轴与曲轴链轮(人力驱动链轮)之间组装仅传递驱动力而当反向输入时空转的中心单向离合器，能够防止因反向输入而脚踏板强制旋转的情况。即，是在相对于驱动轮传递驱动力的方向锁定，而相对于来自驱动轮的反向输入空转的中心单向离合器。

作为该中心单向离合器能够采用滚子离合器、楔块式离合器、棘爪离合器等。

并且，本发明采用一种具备再生机构的电动辅助自行车的结构，将二次电池以及辅助驱动用的马达安装于连结前轮和后轮的车架，能够将由从曲轴传递来的踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力传递到驱动轮，并且，当非驱动时，上述再生机构将由从上述驱动轮朝向上述马达的输出轴的反向输入产生的再生电力还原至上述二次电池，上述具备再生机构的电动辅助自行车的特征在于，在设置于上述驱动轮的轮毂内部具备变速机构和反向输入用单向离合器，上述变速机构具有将由上述踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力通过链轮传递到上述驱动轮的功能，上述反向输入用单向离合器具有以下功能：当借助上述踩踏力或者上述马达的输出进行驱动时空转，并且，当非驱动时，能够将来自上述驱动轮的反向输入传递到上述链轮。

根据上述结构，当驱动前进时，驱动力从驱动轮的链轮传递到轮毂，自行车前进。当非驱动前进时，使反向输入用单向离合器锁定，由此，来自轮毂的反向输入传递到链轮，进一步，扭矩从链轮通过动力传递构件传递到马达驱动链轮，由此能够进行再生发电。

在该结构中，上述变速机构由二级变速的行星齿轮减速器构成，具备：设置于上述车轴的外周的太阳齿轮；与该太阳齿轮啮合的行星齿轮；保持该行星齿轮的行星齿轮架；以及与上述行星齿轮啮合的外圈齿轮，当减速时，以上述太阳齿轮作为固定部件，以上述外圈齿轮作为输入部件，以上述行星齿轮架作为输出部件，当等速时，以上述外圈齿轮作为输入输出部件。

变速机构的变速切换能够采用能够在上述输入部件、输出部件之间变更齿轮的啮合的公知的单元。例如，能够形成为如下的结构：设置有能够相对于上述驱动轮的车轴沿轴向移动的滑动部件，能够借助上述滑动部件的沿轴向的移动来进行上述变速机构的变速切换。这样，由于能够通过车轴将滑动部件朝外部引出，因此能够通过该滑动部件容易地实现来自外部的变速操作。

并且，能够采用如下结构，上述变速机构具备多个上述太阳齿轮，通过以该多个上述太阳齿轮中的任意齿轮作为固定部件、以上述外圈齿轮作为输入部件、以上述行星齿轮架作为输出部件，构成为具备齿数比为多个的齿轮组合的减速器，并且，具备变速控制机构，该变速控制机构具备选择多个上述太阳齿轮中的任意齿轮作为上述固定部件的功能。

并且，能够采用如下的结构：上述变速机构具备多个上述太阳齿轮，通过以该多个上述太阳齿轮中的任意齿轮作为固定部件、以上述行星齿轮架作为输入部件、以上述外圈齿轮作为输出部件，构成为具备齿数比为多个的齿轮组合的增速器，并且，具备变速控制机构，该变速控制机构具备选择多个上述太阳齿轮中的任意齿轮作为上述固定部件的功能。

在具备上述变速控制机构的结构中，能够采用如下的结构：上述变速控制机构具有将被支承为能够绕上述车轴旋转的多个上述太阳齿轮中的任意齿轮切换成相对于驱动力以及来自轮胎的反向输入这两者能够绕上述车轴旋转或者不能绕车轴旋转而进行变速的功能。

此外，能够采用如下的结构：上述变速控制机构具备卡键，通过经由上述车轴内从外部使上述卡键沿轴向移动来进行上述变速机构的变速切换，使上述卡键所啮合的太阳齿轮中的任意齿轮相对于驱动力以及来自轮胎的反向输入这两者不能绕车轴旋转。

另外，能够使上述反向输入用单向离合器的锁定(卡合)及其解除与制动操作联动。当后退非驱动时，并不使上述反向输入用单向离合器锁定，与前进驱动时同样，能够隔断反向输入。

作为上述反向输入用单向离合器，能够采用公知的单向离合器，例如能够采用滚子离合器、楔块式离合器。

另外，在中心马达单元内，通过将马达输出轴与马达驱动链轮直接连结，能够传递驱动力以及反向输入这两个方向的扭矩。

并且，通过在曲轴与曲轴链轮(人力驱动链轮)之间组装仅传递驱动力而当反向输入时空转的中心单向离合器，能够防止因反向输入而脚踏板强制地旋转的情况。

作为中心单向离合器能够采用公知的单向离合器，例如能够采用滚子离合器、楔块式离合器、棘爪离合器。

此外，本发明提供一种具备再生机构的电动辅助自行车，将二次电池以及辅助驱动用的马达安装于连结前轮和后轮的车架，能够将由从曲轴传递来的踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力传递到驱动轮，并且，当非驱动时，上述再生机构将由从上述驱动轮朝向上述马达的输出轴的反向输入产生的再生电力还原至上述二次电池，上述具备再生机构的电动辅助自行车的特征在于，在设置于上述驱动轮的轮毂内部具备变速机构、反向输入用单向离合器、以及作为离合器切换装置发挥功能的旋转阻力赋予单元，上述变速机构由能够进行两级以上变速的行星齿轮机构构成，具备变速控制机构，并且具有将由上述踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力通过链轮传递到上述驱动轮的功能，上述变速控制机构对于驱动力和反向输入这两者，通过任意地将太阳齿轮中的任一个切换为不能相对于车轴旋转而其他能够相对于车轴旋转，从而能够进行上述变速的切换，上述反向输入用单向离合器具有以下功能：当利用上述踩踏力或者上述马达的输出进行驱动时空转，并且当非驱动时能够将来自上述驱动轮的反向输入传递到上述链轮，上述旋转阻力赋予单元具有以下功能：对上述反向输入用单向离合器所具备的卡合件保持单元赋予第一单向离合器卡合之际所需要的旋转阻力，以使上述反向输入用单向离合器的卡合件转换成能够卡合的状态。

通过形成为上述结构，驱动前进时，驱动力从驱动轮的链轮传递到轮毂，自行车前进。非驱动前进时，使反向输入用单向离合器锁定，由此，来自轮毂的反向输入传递到链轮，此外，扭矩从链轮通过动力传递构件传递到马达驱动链轮，由此能够进行再生发电。

并且，对于设置在链轮与轮毂之间的传递反向输入的单向离合器(反向输入用单向离合器)，利用设置在轮毂内部的旋转阻力赋予单元对卡合件保持单元赋予旋转阻力，由此对卡合以及卡合的解除进行控制，因此，装置都被收纳在轮毂壳内，不会发生离合器的卡合件保持单元因外部的水、泥腐蚀，或者因来自外部的不需要的输入而使卡合件保持单元承受损伤、变形的情况。

在该结构中，与制动操作联动地进行由上述旋转阻力赋予单元对上述卡合件保持单元赋予旋转阻力。需要进行再生发电的主要是非驱动状态，因此，通过使在这种非驱动状态中频繁使用的制动操作与对上述卡合件保持单元赋予旋转阻力的赋予作业联动，能够实现有效的再生发电。

另外，也能够形成为在制动操作时以外利用上述旋转阻力赋予单元进行对上述卡合件保持单元赋予旋转阻力的赋予作业的结构。例如，也可以使上述旋转阻力赋予单元具备以下功能：在由踩踏力或马达产生的驱动力的输入被隔断的阶段，检测该输入的隔断而自动地进行对上述卡合件保持单元赋予旋转阻力。即，考虑使其具备以下功能：在存在驱动力的输入的情况下并不进行旋转阻力的赋予，若驱动力的输入消失，则自动地赋予旋转阻力。

在上述各结构中，也可以形成为如下的结构：上述旋转阻力赋予单元具备：操作部，该操作部相对于车轴沿轴向进退自如；以及摩擦部，该摩擦部设置成能够与该操作部一体地进退，通过该操作部与上述摩擦部一起相对于车轴朝轴向一方相对移动，上述摩擦部与上述卡合件保持单元接触来赋予上述旋转阻力。

作为具有对卡合件保持单元赋予旋转阻力的功能的旋转阻力赋予单元的结构，能够采用可配置在轮毂内部的各种结构，但因在行驶的同时轮毂会旋转，因此如何赋予旋转阻力或隔断旋转阻力的赋予成为问题。

因此，如果如上所述设置与车轴一起沿轴向延伸的操作部、并使该操作部相对于车轴沿轴向进退的话，由于操作部与车轴一起被引出到轮毂外部，因此能够避免水、泥进入轮毂内部或者使卡合件保持单元产生损伤、变形的事态，能够稳定地实现对卡合件保持单元赋予旋转阻力。

作为该操作部的形态，例如考虑将由筒状部件形成的操作部同轴地配置在车轴的外周侧的结构，但除此以外例如也可以考虑在车轴内形成沿轴向延伸的孔部，将由轴状的部件形成的操作部同轴地贯通插入在该孔部中的结构。如果操作部位于车轴的内部，则能够防止因未预料到的事故等导致操作部与异物碰撞而损伤的情况。

并且，上述摩擦部能够形成为比上述车轴的外周面朝外径侧立起的凸缘状的部件。由于卡合件保持单元位于比车轴靠外径侧的位置，因此，摩擦部需要位于能够与该卡合件保持单元接触的位置，即在轴向与设置于卡合件保持单元的对置面对置的位置。因此，如上所述形成为比车轴的外周面朝外径侧立起的凸缘状的部件的做法是有效的。如果是凸缘状的部件的话，能够减薄部件轴向的厚度，有助于轻量化、节省空间化。

另外，在能够克服重量的限制、空间的问题等的情况下，摩擦部并不限定于凸缘状的部件，例如能够形成为以可在轴向与设置于卡合件保持单元的对置面对置的方式形成于操作部的轴向一端部，并朝外径方向突出的突起、鼓出部。

在上述各结构中，可采用如下结构：上述反向输入用单向离合器由滚子离合器构成，该滚子离合器利用作为上述卡合件保持单元的环状的保持器在周方向保持作为上述卡合件的滚子。

或者，在上述各结构中，可采用如下结构：上述反向输入用单向离合器由楔块式离合器构成，该楔块式离合器利用作为上述卡合件保持单元的环状的保持器在周方向保持作为上述卡合件的楔块。

此外，在上述各结构中，可采用如下结构：上述反向输入用单向离合器由棘爪离合器构成，该棘爪离合器具备作为上述卡合件的棘爪和供该棘爪啮合的棘爪槽，上述卡合件保持单元是能够自由地进入上述棘爪与上述棘爪槽之间或者从上述棘爪与上述棘爪槽之间脱离的闸板。

在上述反向输入用单向离合器具备上述保持器的结构中，上述保持器具备：环状部，该环状部沿周方向具备多个保持上述卡合件的兜孔部；以及端面板部，该端面板部从上述环状部朝径向立起，上述摩擦部与上述端面板部接触。

一般地，保持器由径向较薄的部件构成，因此，当利用旋转阻力赋予单元的摩擦部对其赋予旋转阻力之际，存在难以较大地确保接触面积的问题。

因此，通过如上所述具备从环状部朝径向立起的端面板部，能够在径向扩大接触面，能够使二者之间产生稳定的摩擦阻力。另外，端面板部可以从环状部朝外径方向立起，也可以朝内径方向立起，由于朝内径方向立起的结构更能够使与摩擦部相对的面接近车轴的轴心，因此在部件、装置的紧凑化的方面是有利的。

当然，当能够在摩擦部与保持器之间赋予规定的旋转阻力的情况下，也可以形成为并不使摩擦部与保持器的端面板部接触，而是使摩擦部与保持器的环状部的轴向端部接触的结构。此时，能够省略端面板部。

并且，在保持器设置有端面板部的结构中，能够形成为如下的结构：上述反向输入用单向离合器的内圈和上述保持器经由轴承部被支承为能够相对旋转，该轴承部在上述端面板部支承上述保持器。

由于端面板部从环状部朝径向立起，因此，当旋转阻力赋予单元的摩擦与该端面板部接触时，会对该端面板部作用有轴向力。因此，如果在该端面板部与内圈之间具备轴承部，则该轴承部作为所谓的推力方向的轴承发挥功能，端面板部能够对抗从摩擦部承受的轴向力。由此，能够避免保持器大型化。

并且，在上述反向输入用单向离合器具备上述闸板的结构中，能够采用如下的结构：上述闸板具备：周方向部件，该周方向部件)能够自由地进入上述棘爪与上述棘爪槽之间或者从上述棘爪与上述棘爪槽之间脱离；以及端面板部，该端面板部从上述周方向部件朝径向立起，上述摩擦部与上述端面板部接触。具备端面板部的效果与保持器的情况同样。

此外，在该闸板设置有端面板部的结构中，也可以形成为如下的结构：上述反向输入用单向离合器的内圈和上述闸板经由轴承部被支承为能够相对旋转，该轴承部在上述端面板部支承上述闸板。

在上述各结构中，能够采用如下的结构：上述变速控制机构具备卡键，通过经由上述车轴内部从外部进行的操作使上述卡键沿轴向移动来进行上述变速机构的变速的切换，通过上述卡键与上述太阳齿轮中的任一个啮合，从而对于驱动力以及来自轮胎的反向输入这两者，能够任意地将上述太阳齿轮中的任一个切换为不能相对于车轴旋转而其他能够相对于车轴旋转。

另外，在中心马达单元内，通过将马达输出轴和马达驱动链轮直接连结，能够传递驱动力以及反向输入这两个方向的扭矩，并且，通过在曲轴与曲轴链轮(人力驱动链轮)之间组装仅传递驱动力而当反向输入时空转的中心单向离合器，能够防止因反向输入而脚踏板强制旋转的情况。

作为该中心单向离合器能够采用滚子离合器、楔块式离合器、棘爪离合器等。

此外，作为其他的结构，本发明提供一种具备再生机构的电动辅助自行车，将二次电池以及辅助驱动用的马达安装于连结前轮和后轮的车架，能够将由从曲轴传递来的踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力传递到驱动轮，并且，当非驱动时，上述再生机构将由从上述驱动轮朝向上述马达的输出轴的反向输入产生的再生电力还原至上述二次电池，上述具备再生机构的电动辅助自行车的特征在于，在设置于上述驱动轮的轮毂具备变速机构、双向离合器、以及旋转阻力赋予单元，上述变速机构由能够进行两级以上的变速的行星齿轮机构构成，具备变速控制机构，并且具有将由上述踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力通过链轮传递到上述驱动轮的功能，对于驱动力以及反向输入这两者，上述变速控制机构通过任意地将太阳齿轮中的任一个切换为不能相对于车轴旋转而其他能够相对于车轴旋转，从而进行上述变速的切换，上述双向离合器具有以下功能：当利用上述踩踏力或者上述马达的输出进行驱动时，上述双向离合器卡合而将该驱动力传递到驱动轮，并且，当非驱动时，上述双向离合器能够将来自上述驱动轮的反向输入传递到上述链轮，上述旋转阻力赋予单元具有对上述双向离合器的沿周方向保持卡合件的保持器赋予该双向离合器的卡合之际所需要的旋转阻力的功能。

根据上述结构，驱动前进时，驱动力经由双向离合器从驱动轮的链轮传递到轮毂，自行车前进。当非驱动前进时，同样，来自驱动轮的轮毂的反向输入经由双向离合器传递到链轮，此外，扭矩从链轮通过动力传递构件传递到马达驱动链轮，由此能够进行再生发电。

这样，通过采用双向离合器，能够利用一个离合器实现驱动力的传递和反向输入的传递，能够使构造简单。

在该结构中，与制动操作联动地进行由上述旋转阻力赋予单元对上述保持器赋予旋转阻力。需要进行再生发电的主要是非驱动状态，因此，通过使在这种非驱动状态中频繁使用的制动操作与对上述保持器赋予旋转阻力联动，能够实现有效的再生发电。

另外，也能够形成为在制动操作时以外利用上述旋转阻力赋予单元对上述保持器赋予旋转阻力。例如，也可以使上述旋转阻力赋予单元具备以下功能：在由踩踏力或马达产生的驱动力的输入被隔断的阶段，检测该输入的隔断而自动地对上述保持器赋予旋转阻力。即，考虑使其具备以下功能：在存在驱动力的输入的情况下并不赋予旋转阻力，若驱动力的输入消失，则自动地赋予旋转阻力。

在上述各结构中，也可以形成为如下的结构：上述旋转阻力赋予单元具备：操作部，该操作部相对于车轴沿轴向进退自如；以及摩擦部，该摩擦部设置成能够与操作部一体地进退，通过该操作部与上述摩擦部一起相对于车轴朝轴向一方相对移动，上述摩擦部与保持器接触而赋予上述旋转阻力。

另外，作为具有对保持器赋予旋转阻力的功能的旋转阻力赋予单元的结构，能够采用可配置在轮毂内外的各种结构。

例如，如果是双向离合器的保持器在轮毂壳外部露出的情况的话，通过在该露出的部分使适当的部件与保持器紧靠(接触)，能够比较容易地对其赋予上述旋转阻力。该紧靠部件能够采用可在轮毂壳外相对于车轴沿轴向移动的部件、或沿径向移动的部件等。

但是，在双向离合器的保持器被收纳在轮毂壳内这样的情况下，在行驶的同时轮毂也旋转，因此，如何赋予旋转阻力或隔断旋转阻力的赋予成为问题。

因此，特别是在保持起被收纳在轮毂内部的情况下，如果如上所述设置与车轴一起沿轴向延伸的操作部、并使该操作部相对于车轴沿轴向进退的话，由于操作部与车轴一起被引出到轮毂外部，因此能够避免水、泥进入轮毂内部或者使卡合件保持单元产生损伤、变形的事态，能够稳定地实现对卡合件保持单元赋予旋转阻力。另外，在保持器露出在轮毂壳外的结构中也能够采用使操作部能够相对于车轴沿轴向进退的结构。

作为该操作部的形态，例如考虑将由筒状部件形成的操作部同轴地配置在车轴的外周侧的结构，但除此以外例如也可以考虑在车轴内形成沿轴向延伸的孔部，将由轴状的部件形成的操作部同轴地贯通插入在该孔部中的结构。如果操作部位于车轴的内部，则能够防止因未预料到的事故等导致操作部与异物碰撞而损伤的情况。

此外，在具备上述操作部的结构中，上述摩擦部能够形成为比上述车轴的外周面朝外径侧立起的凸缘状的部件。由于保持器位于比车轴靠外径侧的位置，因此，摩擦部需要位于能够与该保持器接触的位置，即在轴向与设置于保持器的相对面对置的位置。因此，如上所述形成为比车轴的外周面朝外径侧立起的凸缘状的部件的做法是有效的。如果是凸缘状的部件的话，能够减薄部件的轴向的厚度，有助于轻量化、节省空间化。尤其在保持器被收纳在轮毂壳内的情况下，形成该摩擦部较为有利

另外，在能够克服重量的限制、空间的问题等的情况下，摩擦部并不限定于凸缘状的部件，例如能够形成为以可在轴向与设置于保持器的相对面对置的方式形成于操作部的轴向一端部，并朝外径方向突出的突起、鼓出部。

并且，在具备上述操作部的各结构中，能够采用如下的结构：上述保持器具备：环状部，该环状部沿周方向具备多个保持上述卡合件的兜孔部；以及端面板部，该端面板部从上述环状部朝径向立起，上述摩擦部与上述端面板部接触。

一般地，保持器由径向较薄的部件构成，因此，当利用旋转阻力赋予单元的摩擦部对其赋予旋转阻力之际，存在难以较大地确保接触面积的问题。

因此，通过如上所述具备从环状部朝径向立起的端面板部，能够在径向扩大接触面，能够使二者之间产生稳定的摩擦阻力。另外，端面板部可以从环状部朝外径方向立起，也可以朝内径方向立起，由于朝内径方向立起的结构更能够使与摩擦部相对的面接近车轴的轴心，因此在部件、装置的紧凑化的方面是有利的。

当然，当能够在摩擦部与保持器之间赋予规定的旋转阻力的情况下，也可以形成为并不使摩擦部与保持器的端面板部接触，而是使摩擦部与保持器的环状部的轴向端部接触的结构。此时，能够省略端面板部。

并且，在保持器设置有端面板部的结构中，能够形成为如下的结构：上述双向离合器的内圈和上述保持器经由轴承部被支承为能够相对旋转，该轴承部在上述端面板部支承上述保持器。

由于端面板部从环状部朝径向立起，因此，当旋转阻力赋予单元的摩擦与该端面板部接触时，会对该端面板部作用有轴向力。因此，如果在该端面板部与内圈之间具备轴承部，则该轴承部作为所谓的推力方向的轴承发挥功能，端面板部能够对抗从摩擦部承受的轴向力。由此，能够避免保持器大型化。

另外，作为上述双向离合器，能够采用由滚子离合器构成的结构，该滚子离合器利用环状的保持器在周方向保持作为卡合件的滚子。

并且，作为上述的双向离合器，能够采用由楔块式离合器构成的结构，该楔块式离合器利用环状的保持器在周方向保持作为卡合件的楔块。

在上述各结构中，能够采用如下的结构：上述变速控制机构具备卡键，通过经由上述车轴内从外部进行的操作使上述卡键沿轴向移动来进行上述变速机构的变速的切换，通过上述卡键与上述太阳齿轮中的任一个啮合，从而对于驱动力以及来自轮胎的反向输入这两者，能够任意地将上述太阳齿轮中的任一个切换为不能相对于车轴旋转而其他能够相对于车轴旋转。

另外，在中心马达单元内，通过将马达输出轴和马达驱动链轮直接连结，能够传递驱动力以及反向输入这两个方向的扭矩，并且，通过在曲轴与曲轴链轮(人力驱动链轮)之间组装仅传递驱动力而当反向输入时空转的中心单向离合器，能够防止因反向输入而脚踏板强制旋转的情况。

作为该中心单向离合器能够采用滚子离合器、楔块式离合器、棘爪离合器等。

该发明能够将再生能量积蓄于二次电池，与不进行再生充电的情况相比较能够大幅延长每充一次电的续航距离。并且，现行的具备再生功能的电动辅助自行车将重量大的马达配置在前轮毂或者后轮毂内，但是，根据本发明，能够将马达配置在接近重心的曲轴附近，因此自行车整体的操纵性好。并且，由于具备变速机构，因此起动时的踩踏力可以较少，平衡难以破坏，并且能够节约辅助能量，能够进一步延长续航距离。

由于变速机构内置于轮毂内，因此耐久性高可以免维护。此外，通过将反向输入用单向离合器配置在太阳齿轮与车轴之间，能够将反向输入用单向离合器配置在固定于车架的车轴上。

即，通过将反向输入用单向离合器配置在太阳齿轮与车轴之间，在具备内置变速器的中心马达方式的电动辅助自行车中，不会使装置复杂化，能够实现驱动力的传递和反向输入的传递。

并且，如果使反向输入用单向离合器的动作与制动操作联动的话，能够提高制动力。

并且，对于将反向输入传递到链轮与轮毂之间的单向离合器(反向输入用单向离合器)，通过利用设置在轮毂内部的旋转阻力赋予单元对卡合件保持单元赋予旋转阻力，能够对卡合以及卡合的解除进行控制，因此，所有的装置都配置在轮毂内部，不会发生离合器的卡合件保持单元因外部的水、泥腐蚀，或者因来自外部的不需要的输入而使卡合件保持单元承受损伤、变形的情况。

并且，通过采用具备反向输入传递用和驱动力传递用的功能的双向离合器，能够利用一个离合器实现驱动力的传递和反向输入的传递，因此能够简化构造。

附图说明

图1示出第一实施方式，(a)为沿着(b)的A-A线的剖视图，(b)为主视图。

图2示出在第一实施方式中能够传递反向输入扭矩的状态，(a)为沿着(b)的A-A线的剖视图，(b)为主视图。

图3示出第二实施方式，(a)为沿着(b)的A-A线的剖视图，(b)为主视图。

图4示出在第二实施方式中能够传递反向输入扭矩的状态，(a)为沿着(b)的A-A线的剖视图，(b)为主视图。

图5示出第三实施方式，(a)为沿着(b)的A-A线的剖视图，(b)为主视图。

图6示出在第三实施方式中能够传递反向输入扭矩的状态，(a)为沿着(b)的A-A线的剖视图，(b)为主视图。

图7示出第四实施方式，(a)为沿着(b)的A-A线的剖视图，(b)为主视图。

图8示出第五实施方式，(a)为沿着(b)的A-A线的剖视图，(b)为主视图。

图9示出第六实施方式的直接连结状态，(a)为主视剖视图，(b)为侧视图。

图10示出该第六实施方式的减速状态，(a)为主视剖视图，(b)为侧视图。

图11示出第七实施方式的直接连结状态，(a)为主视剖视图，(b)为侧视图。

图12示出该第七实施方式的减速状态，(a)为主视剖视图，(b)为侧视图。

图13是示出第八实施方式的侧视图。

图14是示出第九实施方式的侧视图。

图15是示出第十实施方式的侧视图。

图16示出第十一实施方式，(a)为侧视图，(b)为主视图。

图17示出对该第十一实施方式的保持器赋予旋转阻力后的状态，(a)为侧视图，(b)为主视图。

图18是图16的主要部分放大图。

图19示出第十二实施方式，(a)为侧视图，(b)为主视图。

图20示出阻止该第十二实施方式的棘爪离合器(ratchet clutch)卡合的状态，(a)为侧视图，(b)为主视图。

图21是示出第十三实施方式的主视图。

图22示出第十四实施方式，(a)为侧视图，(b)为主视图。

图23示出对该第十四实施方式的保持器赋予旋转阻力后的状态，(a)为侧视图，(b)为主视图。

图24是示出第十五实施方式的主视图。

图25是示出第十六实施方式的主视图。

图26是示出第十七实施方式的主视图。

图27是将二次电池以及辅助驱动用的马达(中心马达单元)安装于连结前轮和后轮的车架的中心马达方式的电动辅助自行车的整体图。

具体实施方式

(第一实施方式)

基于图1以及图2对本发明的第一实施方式进行说明。该实施方式的电动辅助自行车是在前轮和后轮之间的中央部附近将二次电池以及辅助驱动用的马达(中心马达单元C)安装于连结前轮和后轮的车架的中心马达方式的电动辅助自行车。

另外，图27是表示以下各实施方式中的电动辅助自行车B的一例的侧视图。该电动辅助自行车B将作用于脚踏板70的踩踏力通过从曲轴71直到前链轮74、链条73、后链轮4的驱动力传递构件传递到后轮75的车轴5，在该驱动力传递构件中，通过对上述踩踏力和来自马达的输出进行合成来对行驶进行助力。

中心马达单元C如图27所示设置在曲轴71附近，马达驱动用的电池76等多沿着电动辅助自行车B的车架F的立管配置。

即，当进行驱动时，当输入有由通过脚踏板70从曲轴71传递来的踩踏力、或者上述马达的输出产生的驱动力的情况下，驱动力经由连结中心马达单元C的曲轴链轮(上述前链轮74)和作为驱动轮的后轮75的后链轮(链轮)4的链条73传递到后轮75。

并且，在中心马达单元C内，具备将借助从后轮75的后轮毂(轮毂)1朝向马达的输出轴的反向输入而产生的再生电力还原至该中心马达单元C内的二次电池的再生机构。

如图1(b)所示，后轮毂1在与后轮的车轴5同轴设置的轮毂壳12内具备变速机构5和传递反向输入用的反向输入用单向离合器2。

变速机构5由直接连结和进行两级增速的总计能够进行三级变速的行星齿轮机构构成。

该结构形成为，设置于上述车轴5的外周的两个太阳齿轮5a(称为第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2)能够分别经由第一单向离合器5e-1、第二单向离合器5e-2与该车轴11连接。

在该实施方式中，第一单向离合器5e-1、第二单向离合器5e-2采用棘爪离合器，但也可以采用滚子离合器、楔块式离合器等由其他结构构成的单向离合器。

并且，变速机构5具备：行星齿轮5b，该行星齿轮5b具有与上述第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2啮合的两级的齿轮；用于保持该行星齿轮5b的上述行星齿轮架5c；与上述行星齿轮5b啮合的外圈齿轮5d；以及设置在行星齿轮架5c与轮毂壳12之间的变速用单向离合器5f。另外，在该实施方式中，外圈齿轮5d与轮毂壳12形成为一体。

在该实施方式中，如图1(a)所示，变速用单向离合器5f采用棘爪离合器，当行星齿轮架5c和轮毂壳12朝一个方向相对旋转之际，该棘爪离合器所具备的离合器爪(棘爪)5g卡合在该行星齿轮架5c的外周与轮毂壳12的内周之间，当行星齿轮架5c和轮毂壳12朝另一方向相对旋转之际，该卡合被解除。另外，作为变速用单向离合器5f，也可以采用滚子离合器、楔块式离合器等由其他结构构成的单向离合器。

并且，在行星齿轮架5c与车轴11之间、以及轮毂壳12与车轴11之间分别设置有轴承部13。借助该轴承部13，行星齿轮架5c与车轴11、以及轮毂壳12与车轴11分别被支承为能够相对旋转。

并且，在行星齿轮架5c与轮毂壳7之间也设置有轴承部14。借助该轴承部14，行星齿轮架5c、轮毂壳12、车轴11被支承为能够相对旋转。

对于上述第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2，通过对变速控制机构10进行操作，上述第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2中的任一个能够借助各自所对应的第一单向离合器5e-1、第二单向离合器5e-2选择性地固定于车轴11，或者全都成为自由状态。

例如，在使上述第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2均相对于车轴11成为自由状态的情况下，当驱动力从后链轮7传递过来时，行星齿轮机构不会与驱动力的增速直接关联，驱动力从行星齿轮架5c经由变速用单向离合器5f直接传递到轮毂壳12(直接连结状态)。在该情况下，来自后链轮7的旋转速度未被变速就传递到轮毂壳12。

并且，在将第一太阳齿轮5a-1固定于车轴11的情况下，当设该第一太阳齿轮5a-1的齿数为a、设外圈齿轮5d的齿数为d时，从行星齿轮架5c到外圈齿轮5d的增速比为

(a+d)/d

此时，第二太阳齿轮5a-2处于空转状态，与扭矩传递无关。

此外，在将第二太阳齿轮5a-2固定于车轴11的情况下，当设该第二太阳齿轮5a-2的齿数为a、设与第一太阳齿轮5a-1啮合的行星齿轮5b的齿数为b、设与第二太阳齿轮5a-2啮合的行星齿轮5b的齿数为c、设外圈齿轮5d的齿数为d时，从行星齿轮架5c到外圈齿轮5d的增速比为

[(a×b)/(c×d)]+1

此时，第一太阳齿轮5a-1处于空转状态，与扭矩传递无关。

即，上述各太阳齿轮5a-1、5a-2的齿数不同，通过使二者全都为自由状态、或者将任一个相对于车轴11固定，能够使增速比变化。

并且，反向输入用单向离合器2由棘爪离合器构成，且设置在上述第二太阳齿轮5a-2与车轴11之间。

该反向输入用单向离合器2具有离合器爪2a，该离合器爪2a被支承为绕离合器爪轴2j摆动自如，该离合器爪2a由弹性部件(未图示)朝使该离合器爪2a绕离合器爪轴2j旋转而从图1(a)所示的状态朝向图2(a)所示的状态、朝离合器爪2a的一端2g立起的方向施力。

即，通常，如图1(a)所示，离合器爪2a的旋转在另一端2h由离合器切换装置9的驱动部件9b约束，即强制性地使离合器爪2a成为倾倒状态。另外，驱动部件9b借助弹性部件9c的弹力被朝轴向一方侧(图中右侧)施力。并且，在该驱动部件9b连接有朝一方侧延伸的轴状的操作部9a。操作部9a通过车轴11内的中空部从车轴11的端部被引出到外侧。操作部9a的被引出到车轴11外的构造并不限定于本实施方式，也可以采用通过车轴11的外周的构造等其他的构造。

此处，如图2(b)所示，当操作部9a被朝轴向另一方侧(图中左侧)推压时，驱动部件9b朝该方向移动，沿着上述驱动部件9b的锥面9e，反向输入用单向离合器的离合器爪2a的约束被解除，离合器爪2a借助弹性部件(未图示)的力绕离合器爪轴2j旋转而立起。

此时，当反向输入扭矩从轮毂壳12侧传递过来时，第二太阳齿轮5a-2相对于该反向输入被固定于车轴11。即，反向输入用单向离合器2具有如下功能：对于来自驱动轮的反向输入，上述第二太阳齿轮5a-2被离合器切换装置9切换成能够绕车轴11旋转的状态或者不能绕车轴11旋转的状态的功能。

在前进非驱动时，在这样锁定了反向输入用单向离合器2后的情况下，来自轮胎的反向输入扭矩朝轮毂壳12、行星齿轮5b、行星齿轮架5c、后链轮7传递。

此处，在变速机构5中，无论选择三级变速中的哪一级的齿轮，由于第二太阳齿轮5a-2相对于反向输入被固定，因此反向输入时的变速比都始终恒定而并不依赖于所选择的齿轮，减速比为

[(a×b)/(c×d)]+1。

另外，操作部9a的朝向轴向的移动能够与制动操作联动。

在该情况下，当制动器被操作时，驱动部件9b经由操作部9a朝轴向另一方侧(图中左侧)移动，第二太阳齿轮5a-2对于反向输入借助反向输入用单向离合器2固定于车轴11，来自轮胎的反向输入扭矩被传递到后链轮7。

并且，在解除制动后的情况下，驱动部件9b借助弹性部件9c的作用力而欲向原来的位置移动。

然而，在施加有反向输入扭矩的状态下，驱动部件9b的锥面9e与反向输入用单向离合器2的离合器爪2a接触，驱动部件9b无法朝轴向一方侧移动。因此，反向输入用单向离合器2的锁定不会脱离。

进而，当反向输入扭矩消失时，借助弹性部件9c的作用力，驱动部件9b的锥面9e将离合器爪2a朝上推起(欲使离合器爪2a倾倒)的力胜过欲使离合器爪2a立起的力，驱动部件9b朝轴向一方侧移动，返回原来的位置，从而锁定被解除。

根据该结构，来自后链轮7的驱动力直接连结或者被增速后传递到轮胎。另一方面，来自轮胎的反向输入扭矩被减速，并从后链轮7通过链条等动力传递构件传递到马达轴，成为能够进行再生充电的状态。

另外，行星齿轮5b所啮合的上述第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2的选择能够由变速控制机构10进行。

在该实施方式中，变速控制机构10具备旋转部件10a，该旋转部件10a以能够相对于车轴11相对旋转的方式设置在车轴11的外周，通过对该旋转部件10a进行操作而使该旋转部件10a相对于车轴11朝圆周方向旋转，能够进行行星齿轮5b所啮合的上述第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2的选择。并且，变速控制机构10也可以像本实施方式的离合器切换装置9那样采用如下的结构：具备棒状的操作部，该操作部的一端通过车轴11内被引出到外部，从而能够从外部进行轴向移动的操作，通过使该操作部沿轴向移动，能够切换上述第一单向离合器5e-1、第二单向离合器5e-2处的上述太阳齿轮5a能够相对于车轴11旋转或者不能相对于车轴11旋转的状态。

对于该实施方式，将反向输入用单向离合器2设置在第二太阳齿轮5a-2与车轴11之间，但也可以设置在第一太阳齿轮5a-1与车轴11之间。并且，在该实施方式中，将行星齿轮5b形成为两级，但也可以使用一级或者三级以上的行星齿轮。

另外，虽然并未图示，但在曲轴与曲轴链轮之间设置有在传递驱动力的方向被锁定，且相对于反向输入空转的中心单向离合器。因此，不会出现因反向输入而对曲轴、脚踏板等传递驱动力的情况。作为该中心单向离合器能够采用滚子离合器、楔块式离合器、棘爪离合器等公知的单向离合器。

并且，在后退非驱动(从自行车上下来，并朝后方拉拽自行车这样的状况)时，虽然绝对的旋转方向为反向，但后链轮7与轮毂壳12之间的相对旋转的关系与前进驱动时相同。

(第二实施方式)

图3以及图4示出本发明的第二实施方式。在该实施方式中，反向输入用单向离合器2与第一实施方式同样由棘爪离合器构成，但离合器切换装置9主要由沿着车轴5配置的旋转部件9d构成。其他的主要的结构与第一实施方式同样。

在该实施方式中，旋转部件9d是沿着车轴5的外周设置的筒状的部件，该旋转部件9d能够绕车轴11相对旋转。并且，旋转部件9d在其周方向中途设置有狭缝9f。

通常，如图3(a)所示，反向输入用单向离合器2的离合器爪2a处于由上述旋转部件9d强制地压倒的状态。

此处，通过对旋转部件9d进行操作而使其相对于车轴11朝圆周方向旋转，设置于旋转部件9d的狭缝9f移动到离合器爪2a上，该离合器爪2a的约束被解除。

当基于旋转部件9d的约束被解除时，如图4(a)所示，离合器爪2a借助弹性部件(未图示)的作用力立起。

此时，当反向输入扭矩从轮毂壳12侧传递过来时，第二太阳齿轮5a-2对于反向输入被固定于车轴11。即，在前进非驱动时，在锁定了反向输入用单向离合器2的情况下，来自轮胎的反向输入扭矩朝轮毂壳12、行星齿轮5b、行星齿轮架5c、后链轮7传递。

另外，与第一实施方式的情况同样，能够使旋转部件9d的朝向圆周反向的旋转操作与制动操作联动。

在该情况下，当施加制动时，旋转部件9d沿圆周方向旋转，反向输入用单向离合器2锁定。在旋转部件9d沿圆周方向设置有弹性部件(未图示)，当解除制动后的情况下，旋转部件9d欲借助该弹性部件的弹力返回原来的位置。

此时，在输入有反向输入扭矩的状态下，反向输入用单向离合器2的离合器爪2a与第二太阳齿轮5a-2内表面的凹凸啮合，旋转部件9d与反向输入用单向离合器2的离合器爪2a接触而无法旋转，因此锁定不会脱离。当反向输入扭矩消失时，旋转部件9d能够旋转而返回原来的位置，锁定被解除。

根据该结构，来自后链轮7的驱动力能够直接连结或者被增速而传递到轮胎。另一方面，来自轮胎的反向输入扭矩被减速，并从后链轮7通过链条等动力传递构件传递到马达轴，从而成为能够进行再生充电的状态。

在该实施方式中，将反向输入用单向离合器2设置在第二太阳齿轮5a-2与车轴11之间，但也可以设置在第一太阳齿轮5a-1与车轴11之间，这点是同样的。并且，在该实施方式中，将行星齿轮5b形成为两级，但也可以使用一级或者三级以上的行星齿轮。

(第三实施方式)

图5以及图6示出本发明的第三实施方式。该实施方式利用滚子离合器构成反向输入用单向离合器2。其他的主要结构与第二实施方式同样。

以反向输入用单向离合器2的结构为中心进行说明，如图5所示，以第二太阳齿轮5a-2作为滚子离合器的外圈2d，以车轴11作为内圈2c，在作为内圈2c的车轴11侧设置供滚子2a’卡合的凸轮面2i。

并且，滚子2c的保持器2d与上述离合器切换装置9的旋转部件9d直接连结。

在该结构中，通常，利用旋转部件9d以滚子2a’在由上述内圈2c的凸轮面2i与外圈2b的内周面形成的楔状区间中位于该楔状的扩展的位置(图5(a)所示的凸轮面2i的周方向中央部)的方式确定保持器2d的位置。

在该状态下，上述反向输入用单向离合器对于来自后链轮7的驱动力、以及来自轮毂壳12的反向输入力这两者空转。

当前进非驱动时，利用旋转部件9d使保持器2d的位置相对于车轴5沿圆周方向旋转，当滚子2a’从图5(a)所示的位置移动到图6(a)所示的位置时，由于滚子2a’朝楔状变窄的方向移动，因此第二太阳齿轮5a-2相对于反向输入是锁定的。在该状态下，从轮毂壳12朝后链轮7传递反向输入扭矩。

另外，能够使旋转部件9d的朝向圆周方向的旋转操作与制动操作联动这点与前述的实施方式同样。

即，在该情况下，当施加制动时，旋转部件9d沿圆周方向旋转，滚子2c朝楔状变窄的方向移动，因此反向输入用单向离合器2锁定。在旋转部件9d在圆周方向设置有弹性部件(未图示)，当解除制动后的情况下，旋转部件9d欲借助该弹性部件的弹力返回原来的位置。

此时，在输入有反向输入扭矩的状态下，反向输入用单向离合器2的滚子2c与上述楔状空间啮合，锁定不会脱离。当反向输入扭矩消失时，旋转部件9d借助弹性部件的作用力而返回原来的位置，锁定被解除。

根据该结构，来自后链轮7的驱动力能够直接连结或者被增速而传递到轮胎。另一方面，来自轮胎的反向输入扭矩被减速，并从后链轮7通过链条等动力传递构件传递到马达轴，从而成为能够进行再生充电的状态。

在该实施方式中，将反向输入用单向离合器2设置在第二太阳齿轮5a-2与车轴11之间，但也可以设置在第一太阳齿轮5a-1与车轴11之间。并且，将行星齿轮5b形成为两级，但也可以使用一级或者三级以上的行星齿轮。并且，作为反向输入用单向离合器2，也可以使用楔块式离合器而非滚子离合器。

(第四实施方式)

图7示出本发明的第四实施方式。对于该实施方式，形成将变速机构5的行星齿轮5b形成为三级的三级增速的变速机构，并且，与前述的各实施方式不同，在行星齿轮架5c与轮毂壳12之间并未设置变速用单向离合器5f。

即，对于变速机构5，设置于上述车轴11的外周的三个太阳齿轮5a(第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2、第三太阳齿轮5a-3)能够分别经由第一单向离合器5e-1、第二单向离合器5e-2、第三单向离合器5e-3连接于该车轴11。

在该实施方式中，第一单向离合器5e-1、第二单向离合器5e-2、第三单向离合器5e-3采用棘爪离合器，但是，作为其他的结构，也可以采用滚子离合器、楔块式离合器。

并且，变速机构5具备：行星齿轮5b，该行星齿轮5b具有与上述第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2、第三太阳齿轮5a-3啮合的三级的齿轮；保持上述行星齿轮5b的上述行星齿轮架5c；以及与上述行星齿轮5b啮合的外圈齿轮5d。行星齿轮架5c和后链轮7能够一体旋转。另外，在该实施方式中，外圈齿轮5d与轮毂壳12形成为一体。

在该结构中，对于来自后链轮7的驱动力，使用变速控制机构10将第一～第三单向离合器5e-1、5e-2、5e-3中的任一个锁定，将太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3中的任一个选择性地相对于车轴11固定，由此来进行变速。

即，并不存在使第一～第三单向离合器5e-1、5e-2、5e-3均为自由状态的情况下的直接连结的变速模式。该直接连结以外的变速机构与第一～第三实施方式的情况同样。

并且，在该实施方式中，将反向输入用单向离合器2设置在第二太阳齿轮5a-3与车轴11之间，但也可以设置在第一太阳齿轮5a-1或者第二太阳齿轮5a-2与车轴11之间。

此外，在该实施方式中，反向输入用单向离合器2采用与第一实施方式同样的使用操作部9a和驱动部件9b的机构，但也可以采用像第二、第三实施方式那样的使用旋转部件9d的机构。

并且，在该实施方式中，将行星齿轮3f形成为三级，但也可以使用两级或者四级以上的行星齿轮。

(第五实施方式)

图8示出第五实施方式。在该实施方式中，形成将变速机构5的行星齿轮5b形成为三级的三级减速的变速机构。

即，变速机构5具备：行星齿轮5b，该行星齿轮5b具有与上述第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2、第三太阳齿轮5a-3啮合的三级的齿轮；保持上述行星齿轮5b的上述行星齿轮架5c；以及与上述行星齿轮5b啮合的外圈齿轮5d。外圈齿轮5d和后链轮7能够一体旋转。

并且，反向输入用单向离合器2的锁定方向与第一～第四实施方式中的锁定方向在周方向反向(参照图8(a))。

另外，与第四实施方式同样，并不存在使第一～第三单向离合器5e-1、5e-2、5e-3均为自由状态的情况下的直接连结的变速模式。

对于上述第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2、第三太阳齿轮5a-3，通过使用上述变速控制机构10，能够利用分别对应的第一单向离合器5e-1、第二单向离合器5e-2、或者第三单向离合器5e-3将上述第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2、第三太阳齿轮5a-3中的任一个选择性地固定于车轴11。

即，能够将上述各第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2、第三太阳齿轮5a-3中的任一个利用对应的单向离合器5e-1、5e-2、5e-3相对于车轴11固定，由此能够使减速比变化。此时，未被固定的太阳齿轮5a相对于车轴11空转，这点是相同的。

另外，在该实施方式中，行星齿轮架5c能够利用花键等与轮毂壳12啮合而一体旋转，但也可以将二者形成为一体。

并且，在该实施方式中，将反向输入用单向离合器2设置在第三太阳齿轮5a-3与车轴11之间，但也可以设置在第一太阳齿轮5a-1或者第二太阳齿轮5a-2与车轴11之间。

此外，反向输入用单向离合器2采用与第一实施方式同样的使用操作部9a和驱动部件9b的机构，但也可以采用像第二、第三实施方式那样的使用旋转部件9d的结构。并且，将行星齿轮形成为三级，但也可以使用两级或者四级以上的行星齿轮。

(第六实施方式)

基于图9以及图10对本发明的第六实施方式进行说明。该实施方式的电动辅助自行车是在前轮与后轮之间的中央部附近将二次电池以及辅助驱动用的马达(中心马达单元)安装于连结前轮和后轮的车架的中心马达方式的电动辅助自行车。

在驱动时，即输入有由通过脚踏板从曲轴传递来的踩踏力、或者上述马达的输出产生的驱动力的情况下，驱动力能够经由连结未图示的中心马达单元的曲轴链轮和作为驱动轮的后轮的后链轮(链轮)7的链条等动力传递构件传递到后轮。并且，具备在非驱动时将通过从后轮的后轮毂1朝上述马达的输出轴的反向输入而产生的再生电力还原至上述中心马达单元的二次电池的再生机构。

如图9所示，后轮毂1在与后轮的车轴11同轴设置的轮毂壳12内具备变速机构5和反向输入用单向离合器2。

对于反向输入用单向离合器2的结构，如图9(a)所示，配置在同轴上的内圈2c和外圈2b能够绕轴相对旋转，在设置于该内圈2c的外周面与外圈2b的槽2f之间的沿周方向延伸的楔状空间中配置有滚子2a’。滚子2a’在周方向由环状的保持器2d保持，并且，由弹性部件2e经由保持器2d朝上述楔状空间扩展的方向施力。并且，在保持器2d与内圈2c之间设置有轴承部15，使得保持器2d与内圈2c能够相互相对旋转。

内圈2c被支承为能够与上述后链轮7一体地旋转。并且，外圈2b设置成能够与上述轮毂壳12一体地旋转。

在内圈2c与车轴11之间、以及轮毂壳12与车轴11之间分别设置有轴承部13，从而被支承为能够相互相对旋转。在内圈2c与轮毂壳12之间也设置有轴承部14，从而能够相对旋转。

对于该反向输入用单向离合器2，当后链轮7以及内圈2c相对于外圈2b朝后退方向旋转时，滚子2a’在槽2f内朝楔状空间变窄的方向移动，从而内圈2c与外圈2b结合而锁定。并且，当后链轮7以及内圈2c相对于外圈2b朝前进方向旋转时，上述结合被解除，从而锁定脱离。

由此，不会传递被输入后链轮7的前进方向的扭矩，而能够传递后退方向的扭矩(包括前进非驱动时的反向输入扭矩)。

但是，在通常状态(不对保持器2d施加外力的状态)下，由弹性体2e施力的保持器2d朝楔状空间扩展的方向推压滚子2a，因此，不会对于两个方向的旋转锁定。但是，当从外部对保持器2d施加力，保持器2d克服弹性体2e的作用力相对于外圈2b朝后退方向相对旋转时，滚子2a在外圈2b的楔状空间的较浅位置成为预备(stand by)状态。此时，若存在来自轮胎侧的反向输入，则滚子2a在内圈2c与外圈2b的槽2f之间楔状契合，第一单向离合器2的内圈2c与外圈2b结合而锁定。

即，反向输入用单向离合器2在前进驱动时空转，在前进非驱动时能够将来自轮胎的反向输入扭矩传递到后链轮7。

并且，上述变速机构5具备：与上述车轴11一体地旋转的太阳齿轮5a；与该太阳齿轮5a啮合的行星齿轮5b；保持该行星齿轮5b的行星齿轮架5c；以及与上述行星齿轮5b啮合的外圈齿轮5d。

此外，该变速机构5在上述外圈齿轮5d与上述轮毂壳12之间组装有变速用单向离合器5f(以下称作变速用第一单向离合器5f-1)。并且，在上述内圈2c与上述外圈齿轮5d之间组装有变速用单向离合器5f(以下称作变速用第二单向离合器5f-2)。在该实施方式中，作为变速用第一单向离合器5f-1、变速用第二单向离合器5f-2的构造采用棘爪离合器，但也可以采用滚子离合器、楔块式离合器等其他构造的单向离合器。

通过具备该变速用第一单向离合器5f-1、变速用第二单向离合器5f-2，变速机构5以下述方式发挥功能：从链轮7输入的前进方向的扭矩经由变速用第二单向离合器5f-2从链轮7侧传递到轮胎侧，但后退方向的扭矩不会从链轮7侧传递到轮胎侧。

其次，对该变速机构5的变速功能进行说明，通过设置于车轴11的滑动部件18沿轴向移动(滑动)来进行变速机构5的减速和直接连结(等速)之间的切换。在车轴11开设有轴孔11a，能够利用从该轴孔11a的开口部插入的操作部件(未图示)使上述滑动部件18沿车轴11的轴向移动。

当利用操作部件朝内侧推压滑动部件18而使其从图9(b)所示的状态变成图10(b)所示的状态时，由变速用第二单向离合器5f-2的内圈2c保持的离合器爪(棘爪)5g从图9(a)所示的状态变成图10(a)所示的状态，啮入设置于轮毂壳12的内周的槽，后链轮7以及内圈2c与轮毂壳12直接连结而成为能够传递扭矩的状态(直接连结(等速)状态)。

此时，虽然旋转也会从与后链轮7以及内圈2c一体化的外圈齿轮5d传递到上述行星齿轮5b以及行星齿轮架5c，但轮毂壳12的旋转速度比行星齿轮架5c的旋转速度快，因此变速用第一单向离合器5f-1空转，不会发生从行星齿轮架5c朝向轮毂壳12的扭矩的传递。

并且，当解除从操作部件朝内侧推入上述滑动部件18的力时，滑动部件18借助压缩弹簧11e的反力被朝近前侧推回，而从图10(b)的状态变成图9(b)所示的状态。

此时，沿着滑动部件18的锥部18a，变速用第二单向离合器5f-2的离合器爪5g被推压而朝圆周方向倒下，从图10(a)所示的状态变成图9(a)所示的状态。通过离合器爪5g倾倒，该离合器爪5g从原本啮入的设置于轮毂壳12的内周的槽脱离，因此变速用第二单向离合器5f-2空转。

因此，从后链轮7输入的转矩通过内圈2c从外圈齿轮5d朝行星齿轮5b、行星齿轮架5c传递，变速用第一单向离合器5f-1锁定，最终传递到轮毂壳12。此时，转速在从外圈齿轮5d朝行星齿轮架5c传递的期间被减速(减速状态)。

即，对于该变速机构5，在减速状态下，使上述太阳齿轮5a作为固定部件发挥功能，使上述外圈齿轮5d作为输入部件发挥功能，使上述行星齿轮架5c作为输出部件发挥功能，在直接连结状态下，使上述外圈齿轮5d作为输入输出部件发挥功能，从而形成减速和直接连结的两级变速行星齿轮减速器。

更详细地说明，在减速状态下的前进驱动时(图9所示的状态)，从后链轮7输入的前进方向的驱动扭矩使与后链轮7一体化的内圈2c以及外圈齿轮5d朝前进方向旋转。对于变速机构5，太阳齿轮5a被固定于车轴11，伴随着上述外圈齿轮5d的朝向前进方向的旋转，行星齿轮5b朝同方向一边自转一边公转，对行星齿轮5b进行引导的行星齿轮架5c也与行星齿轮5b的公转同步旋转。

此时，若设太阳齿轮5a的齿数为a、外圈齿轮5d的齿数为d，则减速器的减速比为

(a+d)/d。

在行星齿轮架5c与轮毂壳12之间组装有变速用第一单向离合器5f-1，以该减速比将行星齿轮架5c的旋转传递到轮毂壳12。

另一方面，对于组装在内圈2c与轮毂壳12之间的反向输入用单向离合器2，由于对弹性体2e施力的保持器2d将滚子2a’朝槽2f的较深一侧(楔状空间扩展的方向)压入，因此反向输入用单向离合器2通常处于空转状态。

并且，在该实施方式中，在反向输入用单向离合器2中，作为具有对于来自驱动轮的反向输入将太阳齿轮5a在能够绕车轴11旋转的状态和不能绕车轴11旋转的状态之间进行切换的功能的离合器切换单元9，具备与保持器2d接触/脱离的摩擦部件19。

假设当因驾驶者进行的制动操作而从摩擦部件19对保持器2d施加有力时，保持器2d克服弹性体2e的作用力而相对于外圈2b朝后退方向相对旋转。

即便通过该相对旋转而滚子2a’在外圈2b的槽2f的较浅位置成为预备状态，只要是内圈2c的旋转速度比外圈2b的旋转速度快的状态(上述减速状态)，滚子2a’就会从由内圈2c和外圈2b的槽2f形成的楔状空间脱离，因此反向输入用单向离合器2不会锁定。

并且，在直接连结(等速)状态的前进驱动时(图10所示的状态)，从后链轮7输入的前进方向的驱动扭矩通过由与该后链轮7一体化的内圈2c保持的变速用第二单向离合器5f-2直接传递到轮毂壳12。

另一方面，对于组装在内圈2c与轮毂壳12之间的反向输入用单向离合器2，由于由弹性体2e施力的保持器2d将滚子2a朝槽2f的较深一侧压入，因此反向输入用单向离合器2不会锁定。

但设当因驾驶者进行的制动操作而从摩擦部件19对保持器2d施加有力时，保持器2d克服弹性体2e的作用力相对于外圈2b朝后退方向相对旋转。

即便通过该相对旋转而滚子2a’在外圈2b的槽2f的较浅位置成为预备状态，只要是内圈2c的旋转速度与外圈2b的旋转速度相等的状态(上述直接连结(等速)状态)，滚子2a’就不会啮入由内圈2c和外圈2b的槽2f形成的楔状空间，因此反向输入用单向离合器2不会锁定。

此外，当前进非驱动时(例如当并不蹬自行车而自行车在坡道下行这样的状况)，反向输入扭矩从轮胎侧进入后轮毂1。此时，由于变速用第一单向离合器5f-1以及变速用第二单向离合器5f-2空转，因此无法通过该变速用第一单向离合器5f-1以及变速用第二单向离合器5f-2传递反向输入扭矩。

另一方面，此时，对于反向输入用单向离合器2，由于由弹性体2e施力的保持器2d将滚子2a’推靠到槽2f的较深一侧(楔状空间扩展的方向)，因此在通常状态(未对保持器2d施加外力的状态)下反向输入用单向离合器2空转。

但是，当因驾驶者进行的制动操作而从摩擦部件19对保持器2d施加有力时，保持器2d克服弹性体2e的作用力相对于外圈2b朝后退方向相对旋转。

当通过该相对旋转而滚子2a’在外圈的槽2f的较浅位置成为预备状态时，由于外圈2b的旋转速度比内圈2c的旋转速度快(非驱动状态)，因此滚子2a’啮入由内圈2c和外圈2b的槽2f形成的楔状空间，反向输入用单向离合器2锁定，轮毂壳12和后链轮7直接连结。

由此，来自驱动轮即后轮的轮胎的反向输入扭矩从后链轮7通过链条等动力传递构件传递到马达轴，成为能够进行再生充电的状态。

另外，虽然并未图示，但在曲轴与曲轴链轮之间设置有在传递驱动力的方向被锁定，且对于反向输入空转的中心单向离合器。因此，不会出现因反向输入而驱动力相对于曲轴、脚踏板等传递的情况。作为该中心单向离合器能够采用滚子离合器、楔块式离合器、棘爪离合器等公知的单向离合器。

在该实施方式中，作为施加于保持器2d的外力，假想了因驾驶者进行的制动操作而从摩擦部件19对保持器2d施加外力的情况，但并不限定于制动操作，也可以假想由其他因素产生的外力。

另外，在后退非驱动(从自行车上下来，并朝后方拉拽自行车这样的状况)时，虽然绝对的旋转方向为反向，但后链轮7与轮毂壳12之间的相对旋转的关系与前进驱动时相同。

即，与滑动部件18的轴向位置相应地，在减速状态下，变速用第一单向离合器5f-1锁定，在直接连结状态下，变速用第二单向离合器5f-2锁定。另一方面，反向输入用单向离合器2始终空转。

如上，上述变速机构5具有将由上述踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力通过后链轮7传递到轮毂壳12、即作为驱动轮的后轮的功能，上述反向输入用单向离合器2具有当基于上述踩踏力或者上述马达的输出进行驱动时空转、而当非驱动时能够将来自上述后轮的反向输入传递到后链轮7的功能。

(第七实施方式)

图11以及图12示出本发明的第七实施方式。对于该第二实施方式，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明，首先，利用三级增速切换的行星齿轮机构构成变速机构5。

并且，利用配置在与外圈齿轮5d啮合的内圈2c和轮毂壳12之间的滚子离合器构成反向输入用单向离合器2。

上述变速机构5具备三个太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3，这三个太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3在上述车轴11的外周被支承为能够与车轴11在同轴上旋转。并且，具备：具有与上述各太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3啮合的三级齿轮的行星齿轮5b；保持该行星齿轮5b的行星齿轮架5c；以及与上述行星齿轮5b啮合的外圈齿轮5d。

此外，在上述外圈齿轮5d与轮毂壳12之间组装有变速用单向离合器5f。并且，上述内圈2c和上述外圈齿轮5d通过花键等啮合。

对于上述太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3，能够利用变速控制装置30使上述太阳齿轮中的任一个选择性地不能相对于车轴11旋转，上述变速机构5能够通过该太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3的选择来进行变速。

例如，在使第三太阳齿轮5a-3不能相对于车轴11旋转的情况下，若设第三太阳齿轮5a-3的齿数为a、设外圈齿轮5d的齿数为d，则从行星齿轮5c朝向外圈齿轮5d的增速比为

(a+d)/d。

此时，第一太阳齿轮5a-1和第二太阳齿轮5a-2处于空转状态，该第一太阳齿轮5a-1以及第二太阳齿轮5a-2与扭矩传递无关。

即，上述各太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3的齿数不同，通过使其中任一个不能相对于车轴11旋转，能够使增速比变化。

另一方面，对于组装在内圈2c与轮毂壳12之间的反向输入用单向离合器2，与示出前述的实施方式的图9(a)以及图10(a)同样，由弹性体2e施力的保持器2d将滚子2a朝槽2f的较深一侧(楔状空间扩展的方向)压入，因此上述反向输入用单向离合器2通常处于空转状态。

当前进驱动时(图11所示的状态)，当对后链轮7输入有驱动力时，扭矩按照行星齿轮架5c、行星齿轮5e、外圈齿轮5d、变速用单向离合器5f、轮毂壳12的顺序传递。

此时，反向输入用单向离合器2处于空转状态。在通常状态(未对保持器2d施加外力的状态)下，由弹性体2e施力的保持器2d将滚子2a’朝槽2f的较深一侧(楔状空间扩展的方向)压入，因此，该反向输入用单向离合器2对于两个方向的旋转输入都不会锁定。

此外，当前进非驱动时(例如当并不蹬自行车而自行车在坡道下行这样的状况/图12所示的状态)，反向输入扭矩从轮胎侧进入后轮毂1。此时，由于变速用单向离合器5f空转，因此无法通过该变速用单向离合器5f传递反向输入扭矩。

另一方面，此时，对于反向输入用单向离合器2，由弹性体2e施力的保持器2d将滚子2a朝槽2f的较深一侧(楔状空间扩展的方向)压入，因此在通常状态(未对保持器2d施加外力的状态)下，反向输入用单向离合器2空转。

但是，当因驾驶者进行的制动操作而从离合器切换装置9的摩擦部件19对保持器2d施加有力时，保持器2d克服弹性体2e的作用力相对于外圈2b朝后退方向相对旋转。

当通过该相对旋转而滚子2a在外圈的槽2f的较浅位置成为预备状态时，由于外圈2b的旋转速度比内圈2c的旋转速度快(非驱动状态)，因此滚子2a啮入由内圈2c和外圈2b的槽2f形成的楔状空间，反向输入用单向离合器2锁定，轮毂壳12和后链轮7直接连结。

由此，来自作为驱动轮的后轮的轮胎的反向输入扭矩从后链轮7通过链条等动力传递构件传递到马达轴，成为能够进行再生充电的状态。

另外，在该实施方式中，上述变速控制装置30的结构采用如下的结构。即，如图11(a)、(b)所示，对于变速控制装置30，轴部件30b以能够沿轴向进退的方式贯通插入在设置于车轴11内的轴孔11a中，在该轴部件30b设置有沿径向突出的卡键(snap key)30a。并且，在该轴孔11a的内部收纳有弹性部件30b。在该实施方式中，作为弹性部件30c采用螺旋弹簧。

并且，在各太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3的内径部分别沿周方向设置有多个如图图11(a)、图12(a)所示的槽5i。上述卡键30a能够经由该槽5i与各太阳齿轮中的任一个选择性地啮合，使得太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3中的任一个不能相对于车轴11旋转。

如前面所述，图11(a)示出从后链轮7传递驱动力时的状态，另一方面，图12(a)示出传递来自轮胎的反向输入时的状态。

在驱动力和反向输入的情况下，施加于太阳齿轮5a的扭矩的方向反转，因此，形成为各太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3的槽5i以及卡键30a对于两方向的扭矩锁定的构造。

当前进非驱动时，若反向输入用单向离合器2锁定，则来自轮胎的反向输入按照轮毂壳12、反向输入用单向离合器2、内圈2c、外圈齿轮5d、行星齿轮5b、行星齿轮架5c、后链轮7的顺序传递，并通过链条等动力传递构件传递到马达轴，成为能够进行再生充电的状态。

另外，行星齿轮5b所啮合的上述太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3的选择能够以下述方式进行：从外部通过车轴11的轴孔11a内部使轴部件30b以及卡键30a相对于车轴11沿轴向相对移动，由此，使卡键30a所啮合的太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3变更。

(第八实施方式)

图13示出第八实施方式。对于该实施方式，利用一体的部件构成外圈齿轮5d和反向输入用单向离合器2的内圈2c。其基本动作与第七实施方式相同。

(第九实施方式)

图14示出第九实施方式。对于该实施方式，利用三级减速切换的行星齿轮机构构成变速机构5，利用轮毂壳12与内圈2c之间的滚子离合器构成反向输入用单向离合器2。

上述内圈2c通过花键与行星齿轮架5c啮合。在该情况下，来自脚踏板的驱动力从后轮毂1的后链轮7按照外圈齿轮5d、行星齿轮5e、行星齿轮架5c、变速用单向离合器5f、轮毂壳12的顺序被减速并传递。其他的基本动作与第七实施方式相同。

(第十实施方式)

图15中示出本发明的第十实施方式。与第九实施方式同样，该第十实施方式利用三级减速切换的行星齿轮机构构成变速机构5。并且，利用轮毂壳12与外圈齿轮5d之间的滚子离合器构成反向输入用单向离合器2。其他的基本动作与第七实施方式相同。另外，在图15中，省略了作为离合器切换装置9的摩擦部件19的图示。

(第十一实施方式)

基于图16～图18对本发明的第十一实施方式进行说明。该实施方式的电动辅助自行车是在前轮和后轮之间的中央部附近将二次电池以及辅助驱动用的马达(中心马达单元)安装于连结前轮和后轮的车架的中心马达方式的电动辅助自行车。

当驱动时、即输入有由通过脚踏板从曲轴传递来的踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力的情况下，驱动力能够经由连结未图示的中心马达单元的曲轴链轮和作为驱动轮的后轮的后链轮(链轮)7的链条等动力传递构件传递到后轮。并且，具备当非驱动时将由从后轮的后轮毂1朝向上述马达的输出轴的反向输入产生的再生电力还原至上述中心马达单元的二次电池的再生机构。

如图16所示，后轮毂1在与后轮的车轴11同轴设置的轮毂壳12内具备：变速机构5；反向输入用单向离合器2；以及作为离合器切换单元9的旋转阻力赋予单元60等，该旋转阻力赋予单元60具有对变速机构5与反向输入用单向离合器2之间的卡合以及卡合的解除进行控制的功能。另外，图中的标号8表示轮毂凸缘。

反向输入用单向离合器2的结构能够使用公知的卡合件离合器。在该实施方式中，如图16所示，采用滚子离合器，配置在同轴上的内圈2c以及外圈2b能够绕轴相对旋转，在设置于该内圈2c的外周面与外圈2b的槽2f之间的沿周方向延伸的楔状空间中配置有滚子2a’。滚子2a’在周方向由环状的保持器2d保持，并且，由弹性体2e经由该保持器2d朝上述楔状空间扩展的方向施力。

在该实施方式中，保持器2d具备：环状部2m，该环状部2m沿着周方向具备多个收纳上述滚子2a’的兜孔部；以及凸缘状的端面板部2k，该端面板部2k从该环状部2m遍及整周朝内径方向立起。并且，在保持器2d的上述端面板部2k的内侧面与上述内圈2c的端面之间设置有在轴向对二者进行支承的轴承部15。保持器2d和内圈2c经由该轴承部15被支承为能够相互绕轴相对旋转。

在轮毂壳12与车轴11之间，在轴向两端设置有轴承部13，从而轮毂壳12与车轴11被支承为能够相互绕轴相对旋转。并且，外圈齿轮5d和上述轮毂壳12能够经由轴承部14相对旋转，上述外圈齿轮5d设置成能够与后链轮7一体地旋转。该外圈齿轮5d构成变速机构5的一部分。

如图16所示，变速机构5由三级增速切换的行星齿轮机构构成，上述变速机构5具备三个太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3，这三个太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3在上述车轴11的外周被支承为能够与车轴11在同轴上旋转。并且，具备：具有与上述各太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3啮合的三级齿轮的行星齿轮5b；保持该行星齿轮5b的行星齿轮架5c；以及与上述行星齿轮5b啮合的外圈齿轮5d。

另外，在该实施方式中，上述反向输入用单向离合器2的内圈2c设置成能够与上述变速机构5的上述外圈齿轮5d一体地旋转，外圈2b以被压入固定于上述轮毂壳12的内径侧的方式设置。并且，在该实施方式中，上述外圈齿轮5d和上述内圈2c形成一体的部件。

此外，在上述行星齿轮5b与轮毂壳12之间组装有变速用单向离合器5f。关于该变速用单向离合器5f，此处采用棘爪离合器，但也可以采用滚子离合器、楔块式离合器等由其他结构构成的单向离合器。

能够通过利用变速控制机构40使上述太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3中的任一个选择性地不能相对于车轴11旋转，由此来进行变速。

例如，在使第三太阳齿轮5a-3不能相对于车轴11旋转的情况下，若设第三太阳齿轮5a-3的齿数为a、外圈齿轮5d的齿数为d，则从行星齿轮5c朝向外圈齿轮5d的增速比为

(a+d)/d。

此时，其他的第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2成为空转状态，与扭矩传递无关。

即，上述各太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3的齿数不同，通过使其中任一个不能相对于车轴11旋转，能够使增速比变化。

上述变速控制机构40具备：操作轴40b，该操作轴40b贯通插入在设置于车轴11内的轴向孔11b中；设置于该操作轴40b的卡键40a；以及弹性部件40c。卡键40a从操作轴40b的外表面朝径向外侧突出，并且，弹性部件40c被收纳在上述轴向孔11b的内部11c，且卡定于操作轴40b一端的卡定部40d。

并且，该操作轴40b以及卡键40a由上述弹性部件40c从轴向孔11b的内部11c朝开口部11d侧(从图16(b)所示的右侧朝左侧)施力。

另外，借助从外部通过车轴11内沿轴向对卡键40a进行操作，能够进行供行星齿轮5b啮合的上述太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3的选择。

即，借助通过操作轴40b从外部进行操作，该卡键40a朝轴向移动，与太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3中的任一个啮合，由此，能够选择性地使该啮合的一个太阳齿轮5a不能相对于车轴11旋转。

因而，对于驱动力和反向输入这两者，能够使太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3中的任一个不能相对于车轴11旋转。

现在，当对后链轮7输入有驱动力时，扭矩按照行星齿轮架5c、行星齿轮5b、外圈齿轮5d、变速用单向离合器5f、轮毂壳12的顺序传递。此时，反向输入用单向离合器2处于空转状态。

并且，当后链轮7、行星齿轮架5c、行星齿轮5b、外圈齿轮5d、以及内圈2c相对于外圈2b以及轮毂壳12朝后退方向旋转时，反向输入用单向离合器2的滚子2a’在槽2f内朝楔状空间变窄的方向移动，将内圈2c和外圈2b结合而进行锁定。此时，变速用单向离合器5f处于空转状态。

并且，当后链轮7、行星齿轮架5c、行星齿轮5b、外圈齿轮5d、以及内圈2c再次相对于外圈2b以及轮毂壳12朝前进方向旋转之际，反向输入用单向离合器2的结合被解除，成为锁定脱离的机构。

由此，对于反向输入用单向离合器2，虽然不会传递输入至后链轮7的前进方向的扭矩，但会传递后退方向的扭矩(包括前进非驱动时的反向输入扭矩)。

但是，对于反向输入用单向离合器2，在通常状态(未对保持器2d施加外力的状态)下，由弹性体2e施力的保持器2d将滚子2a’朝楔状空间扩展的方向压入，因此，相对于两个方向的旋转输入都不会锁定。

但是，当从设置于轮毂壳12内的上述旋转阻力赋予单元60对保持器2d施加外力、即施加旋转阻力，从而保持器2d克服弹性体2e的作用力相对于外圈2b朝后退方向相对旋转时，滚子2a’位于外圈2b的楔状空间的较浅位置而成为预备状态。此时，若存在来自轮胎侧的反向输入，则滚子2a’在内圈2c与外圈2b的槽2f之间楔状契合，反向输入用单向离合器2的内圈2c与外圈2b结合而进行锁定。

另外，在该实施方式中，旋转阻力赋予单元60的结构形成为图16(b)以及图17所示的结构。

对于该结构，在车轴11的外周设置有卡止部63，在从该卡止部63沿轴向隔开规定距离的位置设置有由遍及整周朝外径侧突出的凸缘状的部件构成的摩擦部61a(以下称作“摩擦板61a”)。在该实施方式中，卡止部63由阶梯部构成，除此以外，例如也可以由朝外径侧突出的凸缘构成。

并且，在卡止部63与摩擦板61a之间配置有弹性部件62。在该实施方式中，弹性部件62采用螺旋弹簧，将该螺旋弹簧嵌在车轴11的外周并夹在上述卡定部63与摩擦板61a之间，但也可以使用螺旋弹簧以外的弹性部件62，或将弹性部件62配置于在车轴11的内部沿轴向设置的孔部11a内。并且，将上述摩擦部61a形成为遍及整周朝外径侧突出的凸缘状，但是，只要能够赋予可克服上述弹性体2e的作用力的旋转阻力即可，也可以形成为棒状等。

摩擦板61a设置于轴状的操作部61的轴向一端部，该操作部61以能够沿轴向进退的方式插入于在车轴11的内部沿轴向设置的孔部11a内。摩擦板61a和操作部61形成为一体，但也可以通过将分体形成的部件彼此固定而形成。优选操作部61以不会晃动的姿态吻合地插入于孔部11a内，并且，操作部61的轴心与车轴11的轴心一致。

该操作部61相对于车轴11的沿轴向的进退由来自设置在车轴11外的离合器用的切换装置(未图示)的操作控制。

通过操作部61相对于车轴11的轴向移动，该操作部61的轴向一端部的上述摩擦板61a朝接近反向输入用单向离合器2的方向移动。进而，当摩擦板61a的端面与保持器2d的以从环状部2m朝内径方向突出的方式设置的端面板部2k的外侧面接触时，借助由该接触产生的摩擦阻力，对保持器2d赋予旋转阻力，以抑制保持器2d的旋转。

通过赋予旋转阻力，保持器2d的旋转被抑制，该保持器2d克服弹性体2e的作用力相对于外圈2b朝后退方向相对旋转，由此，滚子2a’成为上述预备状态(在外圈2b的楔状空间的较浅位置待机的状态)。

另外，基于上述切换装置的对操作部61的轴向移动的控制也可以与驾驶者所进行的制动操作联动地进行。如果拉拽制动杆而使制动器动作(成为制动器有效的状态)，借助离合器切换装置的功能对操作部61赋予推压力，从而操作部61以及摩擦板61a朝接近反向输入用单向离合器2的方向移动，摩擦板61a的端面与保持器2d接触。并且，如果解除制动器的动作(成为制动器无效的状态)，相对于操作部61的推压力被解除，摩擦板61a借助弹性部件62的弹力从保持器2d脱离，返回未被赋予摩擦阻力的状态。

这样，作为使操作部61相对于车轴11沿轴向相对移动的离合器切换装置，能够采用可对贯通插入于车轴11的内部的轴状的操作部61赋予轴向的推压力的公知的单元。

例如，在操作部61设置朝外径方向突出的轴部，并形成沿径向贯通车轴11的外周和上述孔部11a内的空间的长孔。该长孔形成为沿着轴向延伸。

如果预先将从操作部61朝外径方向突出的轴部从该长孔引出到车轴11外，通过利用适当的单元相对于车轴11沿轴向推压该轴部，轴部在长孔内移动，能够对操作部61相对于车轴11的轴向移动进行控制。并且，如果维持该推压力，则保持器2d与摩擦板61a之间的接触也被维持。

并且，如果解除该推压力，操作部61借助上述的弹性部件62的弹力朝从保持器2d脱离的方向轴向移动。

并且，作为其他的结构，也可以形成为：将操作部61的轴向另一端部引出至比车轴11的轴向端部靠轴向外侧的位置，经由该被引出后的操作部61的轴向端部赋予上述轴向移动所需要的推压力。

另外，在该实施方式中，将弹性部件62配置在卡止部63与摩擦板61a之间，因此，能够利用弹性部件62的弹力使摩擦板61a从保持器2d脱离，但也可以省略弹性部件62的设置，使上述的离合器切换装置具备朝使摩擦板61a从保持器2d脱离的方向推压操作部61的功能。

根据上述结构，反向输入用单向离合器2在前进驱动时空转，当前进非驱动时，如果通过制动操作而旋转阻力赋予单元60动作，则能够将来自轮胎的反向输入扭矩传递到后链轮7。

在该非驱动时，在反向输入用单向离合器2锁定的情况下，例如，将第一太阳齿轮5a-1固定，当设第一太阳齿轮5a-1的齿数为a、外圈齿轮5d的齿数为d时，从行星齿轮架5c朝向外圈齿轮5d的减速比为

(a+d)/d。

旋转以该减速比从轮毂壳12朝外圈齿轮5d、行星齿轮架5c、后链轮7传递。

即，该实施方式的变速机构5形成为具备齿轮的组合的增速器的结构，以上述太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3中的任一个作为固定部件，以上述外圈齿轮5d作为输入部件，以上述行星齿轮5e以及行星齿轮架5c作为输出部件，通过上述太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3与上述三级的行星齿轮5b之间的啮合，上述部件的齿数比为多个。

根据该结构，来自轮胎的反向输入扭矩被减速，从后链轮7通过链条等动力传递构件传递到马达轴，成为能够进行再生充电的状态。

并且，该变速机构5在驱动时也能够发挥功能，能够以设定的增速比将来自链轮7的输入传递到轮毂壳12。

这样，对于反向输入用单向离合器2，利用设置在轮毂壳12内的旋转阻力赋予单元30对保持器2d赋予旋转阻力，借助赋予旋转阻力来对卡合以及卡合的解除进行控制，因此，所有的装置都配置在轮毂壳12内，不会发生离合器的保持器2d因外部的水、泥腐蚀，或者因来自外部的不需要的输入而使保持器2d承受损伤、变形的情况。

对该反向输入用单向离合器2和旋转阻力赋予单元60的作用更详细地进行说明。

现在，对于组装在内圈2c与轮毂壳12之间的反向输入用单向离合器2，由弹性体2e施力的保持器2d将滚子2a’朝槽2f的较深一侧(楔状空间扩展的方向)压入，因此反向输入用单向离合器2成为空转状态。

假设通过驾驶者所进行的制动操作而从旋转阻力赋予单元60对保持器2d赋予旋转阻力，保持器2d克服弹性体2e的作用力相对于外圈2b朝后退方向相对旋转。

即便通过该相对旋转而滚子2a’在外圈2b的槽2f的较浅位置成为预备状态，只要是内圈2c的旋转速度比外圈2b的旋转速度快的状态，滚子2a’就会从由内圈2c和外圈2b的槽2f形成的楔状空间脱离，因此反向输入用单向离合器2不会锁定。

其次，当前进驱动时，从后链轮7输入的前进方向的驱动扭矩以前述的增速比从外圈齿轮5d通过变速用单向离合器5f朝轮毂壳12传递。此时，对于反向输入用单向离合器2，由弹性体2e施力的保持器2d将滚子2a’朝槽2f的较深一侧压入，因此反向输入用单向离合器2不会锁定。

此外，当前进非驱动时(例如当并不蹬自行车而自行车在坡道下行这样的状况)，反向输入扭矩从轮胎侧进入后轮毂1。此时，由于变速用单向离合器5f空转，因此无法传递反向输入扭矩。

另一方面，此时，对于反向输入用单向离合器2，由于由弹性体2e施力的保持器2d将滚子2a’朝槽2f的较深一侧(楔状空间扩展的方向)压入，因此在通常状态(未对保持器2d施加外力的状态)下反向输入用单向离合器2空转。

但是，当因驾驶者进行的制动操作而从旋转阻力赋予单元60对保持器2d施加有力、滚子2a’在外圈的槽2f的较浅位置成为预备状态时，由于外圈2b的旋转速度比内圈2c的旋转速度快(非驱动状态)，因此滚子2a’啮入由内圈2c和外圈2b的槽2f形成的楔状空间，反向输入用单向离合器2锁定。反向输入扭矩从轮胎侧按照轮毂壳12、反向输入用单向离合器2、行星齿轮架5c、行星齿轮5e、外圈齿轮5d、后链轮7的顺序传递。此时，反向输入扭矩由变速机构5减速而传递到后链轮7。

由此，来自作为驱动轮的后轮的轮胎的反向输入扭矩从后链轮7通过链条等动力传递构件传递到马达轴，成为能够进行再生充电的状态。

另外，虽然并未图示，但在曲轴与曲轴链轮之间设置有在传递驱动力的方向被锁定，且相对于反向输入空转的中心单向离合器。因此，不会出现因反向输入而驱动力相对于曲轴、脚踏板等传递的情况。作为该中心单向离合器能够采用滚子离合器、楔块式离合器、棘爪离合器等公知的单向离合器。

并且，在未进行后退驱动(从自行车上下来，并朝后方拉拽自行车这样的状况)时，虽然绝对的旋转方向为反向，但后链轮7与轮毂壳12之间的相对旋转的关系与前进驱动时相同。

(第十二实施方式)

图19以及图20示出本发明的第十二实施方式。该第十二实施方式形成为将在第十一实施方式中作为反向输入用单向离合器2而采用的滚子离合器变更为棘爪离合器的结构。

变速机构5等的基本结构与第十一实施方式同样，因此，以下，以反向输入用单向离合器2和作为离合器切换单元9发挥功能的旋转阻力赋予单元60等的结构为中心进行说明。

如图19所示，对于反向输入用单向离合器2，在与上述外圈齿轮5d一体的内圈2c形成有棘爪槽21，作为卡合件的离合器爪(棘爪)20以绕摆动轴23摆动自如的方式配置于与上述轮毂壳12一体的外圈2b。棘爪20能够通过绕上述摆动轴23朝一个方向摆动与棘爪槽21啮合，从而将上述内圈2c与外圈2d结合，并且能够通过朝反方向摆动而解除上述结合。

并且，在由内圈2c、外圈2b夹着的环状空间设置有作为卡合件保持单元的闸板22。

上述闸板22具备：周方向部件22a，该周方向部件22a能够自由的进入上述棘爪20与上述棘爪槽21之间、且能够脱离；以及突起22b，该突起22b从周方向部件22a沿径向立起。在该实施方式中，如图4(a)等所示，在与轴正交的截面中，周方向部件22a形成为由将环状部件的一部分切掉的形状构成的截面C字状，且以该截面沿轴向延伸规定长度，但只要能够发挥同样的功能即可，也可以是其他的形状。

上述闸板22通常由被收纳在形成于上述外圈2b的内周的凹部25中的弹性体24通过上述突起22b施力，成为离合器爪20不会与棘爪槽21啮合、即闸板22进入离合器爪20与棘爪槽21之间的状态。

旋转阻力赋予单元60的基本结构与前述的实施方式同样，在车轴11的外周设置有卡止部63，在从该卡止部63沿轴向隔开规定距离的位置设置有由遍及整周朝外径侧突出的凸缘状的部件构成的摩擦部61a(以下称作“摩擦板61a”)。

并且，在卡止部63与摩擦板61a之间配置有弹性部件62。摩擦板61a设置于轴状的操作部61的轴向一端部，该操作部61以能够沿轴向进退的方式插入于在车轴11的内部沿轴向设置的孔部11a内。

能够借助来自设置于车轴11外的离合器切换装置(未图示)的操作对操作部61相对于车轴11的沿轴向的进退进行控制。

通过操作部61相对于车轴11的轴向移动，该操作部61的轴向一端部的上述摩擦板61a朝接近反向输入用单向离合器2的方向移动。进而，当摩擦板61a的端面与上述闸板22的以从周方向部件22a朝内径方向突出的方式设置的端面板部22c的外侧面接触时，借助由该接触产生的摩擦阻力，对闸板22赋予旋转阻力，以抑制闸板22的旋转。

当前进非驱动时，若利用摩擦板61a对上述闸板22赋予旋转阻力，则上述闸板22相对于上述轮毂壳12的旋转会产生延迟。

当由上述摩擦板61a赋予的旋转阻力胜过上述弹性体24的弹力时，上述闸板22打开、即上述闸板22从离合器爪20与棘爪槽21之间脱离(图20(a)所示的状态)，离合器爪20与棘爪槽21啮合，来自轮胎的反向输入按照轮毂壳12、反向输入用单向离合器2、外圈齿轮5d、行星齿轮5e、行星齿轮架5c、后链轮7的顺序传递，并经由链条传递到马达而进行再生发电。

并且，当对闸板22赋予的旋转阻力减少或者消失而弹性体24的弹力胜过旋转阻力时，借助该弹力，闸板22进入离合器爪20与棘爪槽21之间(图19(a)所示的状态)。在该状态下，棘爪20无法与棘爪槽21卡合，因此反向输入用单向离合器2成为空转状态。

(第十三实施方式)

图21示出本发明的第十三实施方式。该第十三实施方式利用三级减速切换的行星齿轮机构构成变速机构5。即，变速机构5具备：三个太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3，这三个太阳齿轮在上述车轴11的外周被支承为能够与车轴11在同轴上旋转；行星齿轮5b，该行星齿轮5b具有与上述第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2、第三太阳齿轮5a-3啮合的三级的齿轮；保持上述行星齿轮5b的上述行星齿轮架5c；以及与上述行星齿轮5b啮合的外圈齿轮5d。

并且，利用轮毂壳12与外圈齿轮5d之间的滚子离合器构成反向输入用单向离合器2。

另外，也能够将该反向输入用单向离合器2形成为楔块式离合器，也能够形成为在第十二实施方式中采用的棘爪离合器。

在轮毂壳12与车轴11之间，在轴向两端设置有轴承部13，从而轮毂壳12与车轴11被支承为能够彼此相对旋转，这点与第十一、第十二实施方式同样。

并且，在上述行星齿轮5b与轮毂壳12之间组装有变速用单向离合器5f，这点也同样。关于该变速用单向离合器5f，此处采用棘爪离合器，但也可以采用滚子离合器、楔块式离合器等由其他结构构成的单向离合器，这点也同样。

在该第十三实施方式中，与第十一、第十二实施方式不同，外圈齿轮5d和上述轮毂壳12能够经由轴承部14相对旋转，上述外圈齿轮5d设置成能够与后链轮7一体地旋转。该外圈齿轮5d构成变速机构5的一部分。

并且，能够通过利用变速控制机构40使上述太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3中的任一个选择性地不能相对于车轴旋转，由此来进行变速。变速控制机构40的结构与前述的实施方式同样，因此省略说明。

当对后链轮7输入有驱动力时，扭矩按照行星齿轮架5c、行星齿轮5b、外圈齿轮5d、变速用单向离合器5f、轮毂壳12的顺序传递。此时，反向输入用单向离合器2处于空转状态。

并且，当非驱动时，在利用作为离合器切换单元9的旋转阻力赋予单元60对保持器60赋予阻力的情况下，反向输入用单向离合器2的滚子2a’在槽2f内朝楔状空间变窄的方向移动，将内圈2c和外圈2b结合而进行锁定。此时，变速用单向离合器5f处于空转状态。旋转阻力赋予单元60的结构与前述的实施方式同样，因此省略说明。

并且，当后链轮7、行星齿轮架5c、行星齿轮5b、外圈齿轮5d、以及内圈2c再次相对于外圈2b以及轮毂壳12朝前进方向旋转之际，反向输入用单向离合器2的结合被解除，成为锁定脱离的机构。

由此，对于反向输入用单向离合器2，虽然不会传递输入至后链轮7的前进方向的扭矩，但会传递后退方向的扭矩(包括前进非驱动时的反向输入扭矩)。

对于其他的主要的结构以及作用，由于与第十一、第十二实施方式同样，因此省略说明。

并且，在这些实施方式中，作为对作为保持件保持单元的保持器2d、闸板22施加的外力(旋转阻力)，利用基于旋转阻力赋予单元60的动作的摩擦板31a与保持器4等之间的摩擦阻力，使该摩擦阻力的赋予与驾驶者所进行的制动操作联动，但该摩擦力的赋予并不限定于制动操作，也可以使之与其他的构件联动。例如，也可以使摩擦阻力的赋予及其解除与驾驶者所进行的制动操作以外的专用的手动操作联动。

(第十四实施方式)

基于图22以及图23对本发明的第十四实施方式进行说明。

该实施方式的电动辅助自行车是在前轮和后轮之间的中央部附近将二次电池以及辅助驱动用的马达(中心马达单元C)安装于连结前轮和后轮的车架的中心马达方式的电动辅助自行车。

当驱动时，即当输入有由通过脚踏板70从曲轴71传递来的踩踏力、或者上述马达的输出产生的驱动力的情况下，驱动力能够经由连结未图示的中心马达单元的曲轴链轮和作为驱动轮的后轮的后链轮(链轮)7的链条等动力传递构件传递到后轮。并且，具备当非驱动时将由从后轮的后轮毂1朝向上述马达的输出轴的反向输入产生的再生电力还原至上述中心马达单元的二次电池的再生机构。

如图22所示，后轮毂1在与后轮的车轴11同轴设置的轮毂壳12内具备：变速机构5；变速控制机构40；用于传递驱动力以及反向输入的双向离合器50；以及作为离合器切换单元9的旋转阻力赋予单元60，该旋转阻力赋予单元60具有双向离合器50的卡合以及卡合的解除进行控制的功能；等等。另外，图中的标号8表示轮毂凸缘。

双向离合器50的结构能够使用公知的卡合件离合器。在该实施方式中，如图22所示，采用滚子离合器，配置在同轴上的内圈50c以及外圈50b能够绕轴相对旋转，在设置于该内圈50c的外周面与外圈50b的槽50f之间的沿周方向延伸的楔状空间中配置有滚子50a’。

在该实施方式中，外圈50b的槽50f呈朝向外径方向形成凸状的侧视V字状，楔状空间形成为随着趋向该V字状的槽50f的底部的部分、即随着从周方向中央部趋向正反两个旋转方向，各自半径方向的宽度缩小的形状。

并且，滚子50a在周方向由环状的保持器50d保持，并且，由弹性部件50e经由该保持器50d朝上述正向旋转方向(能够传递后述的朝向后轮的驱动力的方向)的楔状变窄的一侧施力。

在该实施方式中，保持器50d具备：环状部50m，该环状部50m沿着周方向具备多个收纳上述滚子50a的兜孔；以及凸缘状的端面板部50k，该端面板部50k从环状部50m遍及整周朝内径方向立起。并且，在保持器50d的上述端面板部50k的内侧面与上述内圈50c的端面之间设置有在轴向对二者进行支承的轴承部15。保持器50d和内圈50c经由该轴承部15被支承能够相互绕轴相对旋转。

在轮毂壳12与车轴11之间，在轴向两端设置有轴承部13，从而轮毂壳12与车轴11被支承为能够相互绕轴相对旋转。并且，行星齿轮架5c和上述轮毂壳12能够经由轴承部14相对旋转，上述行星齿轮架5c设置成能够与后链轮7一体地旋转。该行星齿轮架5c构成变速机构5的一部分。

如图22所示，变速机构5由三级增速切换的行星齿轮机构构成，上述变速机构5具备三个太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3，这三个太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3在上述车轴11的外周被支承为能够与车轴11在同轴上旋转。

并且，具备：具有与上述各太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3啮合的三级齿轮的行星齿轮5b；保持该行星齿轮5b的行星齿轮架5c；以及与上述行星齿轮5b啮合的外圈齿轮5d。

此外，上述双向离合器50组装在上述外圈齿轮5d与轮毂壳12之间。双向离合器50的上述内圈50c与上述外齿齿轮5d形成为一体。并且，双向离合器50的上述外圈50b被压入固定于轮毂壳12的内径面。

能够通过利用变速控制机构40使上述太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3中的任一个选择性地不能相对于车轴旋转，由此来进行变速。

例如，在使第三太阳齿轮5a-3不能相对于车轴11旋转的情况下，若设第三太阳齿轮5a-3的齿数为a、外圈齿轮5d的齿数为d，则从行星齿轮5c朝向外圈齿轮5d的增速比为

(a+d)/d。

此时，第一太阳齿轮5a-1、第二太阳齿轮5a-2成为空转状态，与扭矩传递无关。

即，上述各太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3的齿数不同，通过使其中任一个不能相对于车轴11旋转，能够使增速比变化。

上述变速控制机构40具备：操作轴40b，该操作轴40b贯通插入在设置于车轴11内的轴向孔11b中；设置于该操作轴40b的卡键40a；以及弹性部件40c。卡键40a从操作轴40b的外表面朝径向外侧突出，并且，弹性部件40c被收纳在上述轴向孔11b的内部11c，且卡定于操作轴40b一端的卡定部40d。

并且，该操作轴40b以及卡键40a由上述弹性部件40c从轴向孔11b的内部11c朝开口部11d侧(从图22(b)所示的右侧朝左侧)施力。

另外，借助从外部通过车轴11内沿轴向对卡键40a进行操作，能够进行供行星齿轮5b啮合的上述太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3的选择。

即，借助通过操作轴40b从外部进行操作，该卡键40a朝轴向移动，与太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3中的任一个啮合，由此，能够使该啮合的一个太阳齿轮5a选择性地不能相对于车轴11旋转。

因而，相对于驱动力和反向输入这两者，能够使太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3中的任一个不能相对于车轴11旋转。

现在，当对后链轮7输入有驱动力时，扭矩按照行星齿轮架5c、行星齿轮5e、外圈齿轮5d、双向离合器50的内圈50c的顺序传递。

此时，借助来自后链轮7的驱动力的输入，双向离合器2的内圈2c相对于外圈2b朝正向旋转方向、即朝图22(a)所示的顺时针方向旋转。

滚子50a预先由弹性部件50e朝图中右侧所示的正向旋转方向的楔状变窄的一侧施力，因此，通过内圈50c相对于外圈50b朝正向旋转方向相对旋转，滚子50a啮入楔状空间，内圈50c与外圈50b结合而进行锁定。

由此，来自后链轮7的驱动力传递到作为驱动轮的后轮。

并且，当外圈50b以及轮毂壳12相对于后链轮7、外圈齿轮5d、行星齿轮5b、行星齿轮架5c、以及内圈50c朝前进方向旋转时(前进非驱动时)，双向离合器50的滚子50a在槽50f内朝楔状空间扩宽的方向移动，内圈50c与外圈50b之间的结合被解除，成为锁定脱离的机构。

另外，外圈50b相对于内圈50c朝反向旋转方向旋转的状态等同于内圈50c相对于外圈50b朝正向旋转方向旋转的状态。因而，在这两个状态下双向离合器50锁定而传递扭矩。

由此，双向离合器50通常作为传递输入至后链轮7的驱动力的单向离合器发挥功能。

但是，当从设置在轮毂壳12内的上述旋转阻力赋予单元60对保持器50d施加外力、即施加旋转阻力，从而保持器50d克服弹性体50e的作用力相对于外圈50b朝后退方向相对旋转时，如图23(a)所示，滚子50a在楔状空间中的左侧所示的反向旋转方向的楔状的狭窄的一侧、在楔状空间的较浅的位置成为预备状态。此时，当存在来自轮胎侧的反向输入时，滚子50a在内圈50c与外圈50b的槽50f之间楔状契合，双向离合器50的内圈50c与外圈50b结合而进行锁定。

即，双向离合器50在前进驱动时能够将驱动力传递到后轮，并且，当前进非驱动时(例如当并不蹬自行车而自行车在坡道下行这样的状况)、在从上述旋转阻力赋予单元30对保持器50d施加旋转阻力的状态下，双向离合器50能够将来自轮胎的反向输入扭矩传递到后链轮7。

另外，关于旋转阻力赋予单元60的结构，在该实施方式中，形成为图22以及图23所示的结构。

对于该结构，在车轴11的外周设置有卡止部63，在从该卡止部63沿轴向隔开规定距离的位置设置有由遍及整周朝外径侧突出的凸缘状的部件构成的摩擦部61a(以下称作“摩擦板61a”)。在该实施方式中，卡止部63由阶梯部构成，除此以外，例如也可以由朝外径侧突出的凸缘构成。

并且，在卡止部63与摩擦板61a之间配置有弹性部件62。在该实施方式中，弹性部件62采用螺旋弹簧，将该螺旋弹簧嵌在车轴11的外周并夹在上述卡定部63与摩擦板61a之间，但也可以使用螺旋弹簧以外的弹性部件62，或将弹性部件62配置于在车轴11的内部沿轴向设置的孔部11a内。并且，将上述摩擦部61a形成为遍及整周朝外径侧突出的凸缘状，但是，只要能够赋予可克服上述弹性体50e的作用力的旋转阻力即可，也可以形成为棒状等。

摩擦板61a设置于轴状的操作部61的轴向一端部，该操作部61以能够沿轴向进退的方式插入于在车轴11的内部沿轴向设置的孔部11a内。摩擦板61a和操作部61形成为一体，但也可以通过将分体形成的部件彼此固定而形成。优选操作部61以不会晃动的姿态吻合地插入于孔部11a内，并且，操作部61的轴心与车轴11的轴心一致。

该操作部61相对于车轴11的沿轴向的进退由来自设置在车轴11外的离合器用的切换装置(未图示)的操作控制。

通过操作部61相对于车轴11的轴向移动，该操作部61的轴向一端部的上述摩擦板61a朝接近双向离合器50的方向移动。进而，如图23(b)所示，当摩擦板61a的端面与保持器50d的以从环状部50m朝内径方向突出的方式设置的端面板部50k的外侧面接触时，借助由该接触产生的摩擦阻力，对保持器50d赋予旋转阻力，以抑制保持器50d的旋转。

通过赋予旋转阻力，保持器50d的旋转被抑制，该保持器50d克服弹性体50e的作用力相对于外圈50b朝后退方向相对旋转，由此，滚子50a成为上述预备状态(在反向旋转侧的楔状空间的较浅位置待机的状态)。

另外，在该实施方式中，基于上述切换装置的对操作部61的轴向移动的控制与驾驶者所进行的制动操作联动地进行。如果拉拽制动杆而使制动器动作(成为制动器有效的状态)，借助离合器切换装置的功能对操作部61赋予推压力，从而操作部61以及摩擦板61a朝接近双向离合器50的方向移动，摩擦板61a的端面与保持器50d接触。并且，如果解除制动器的动作(成为制动器无效的状态)，相对于操作部61的推压力被解除，摩擦板61a借助弹性部件62的弹力从保持器50d脱离，返回未被赋予摩擦阻力的状态。

这样，作为使操作部61相对于车轴11沿轴向相对移动的离合器切换装置，能够采用可对贯通插入于车轴11的内部的轴状的操作部61赋予轴向的推压力的公知的单元。

例如，在操作部61设置朝外径方向突出的轴部，并形成沿径向贯通车轴11的外周和上述孔部11a内的空间的长孔。该长孔形成为沿着轴向延伸。

如果预先将从操作部61朝外径方向突出的轴部从该长孔引出到车轴11外，通过利用适当的单元相对于车轴11沿轴向推压该轴部，轴部在长孔内移动，能够对操作部61相对于车轴11的轴向移动进行控制。并且，如果维持该推压力，则保持器50d与摩擦板61a之间的接触也被维持。

并且，如果解除该推压力，操作部61借助上述的弹性部件62的作用力朝从保持器50d脱离的方向轴向移动。

并且，作为其他的结构，也可以形成为：将操作部61的轴向另一端部引出至比车轴11的轴向端部靠轴向外侧的位置，经由该被引出后的操作部61的轴向端部赋予上述轴向移动所需要的推压力。

另外，在该实施方式中，将弹性部件62配置在卡止部63与摩擦板61a之间，因此，能够利用弹性部件62的弹力使摩擦板61a从保持器50d脱离，但也可以省略弹性部件62的设置，使上述的离合器切换装置具备朝使摩擦板61a从保持器50d脱离的方向推压操作部61的功能。

根据上述结构，在前进驱动时，当对后链轮7输入有驱动力时，扭矩按照行星齿轮架5c、行星齿轮5b、外圈齿轮5d、双向离合器50(内圈50c、滚子50a、外圈50b)、轮毂壳12的顺序传递。

并且，在前进非驱动时，如果通过制动操作等而旋转阻力赋予单元60动作的话，能够将来自轮胎的反向输入扭矩按照轮毂壳12、双向离合器50(外圈50b、滚子50a、内圈50c)、外圈齿轮5d、行星齿轮5b、行星齿轮架5c、后链轮7的顺序传递。

在该前进非驱动时，在双向离合器50锁定的情况下，例如，将第三太阳齿轮5a-3固定，当设第三太阳齿轮5a-3的齿数为a、外圈齿轮5d的齿数为d时，从外圈齿轮5d朝向行星齿轮架5c的减速比为

(a+d)/d。

旋转以该减速比从轮毂壳12朝外圈齿轮5d、行星齿轮5b、行星齿轮架5c、后链轮7传递。

即，该实施方式的变速机构5形成为具备齿轮的组合的增速器的结构，以上述行星齿轮5b以及行星齿轮架5c作为输入部件，以上述外圈齿轮5d作为输出部件，以上述太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3中的任一个作为固定部件，通过上述太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3与上述三级的行星齿轮5b之间的啮合，上述部件的齿数比为多个。

根据该结构，来自后链轮7的驱动力被增速而传递到轮胎。并且，来自轮胎的反向输入被减速并从后链轮7通过链条等动力传递构件传递到马达轴，成为能够进行再生充电的状态。

并且，在该实施方式中，对于作为驱动力传递用以及反向输入传递用发挥功能的双向离合器50，利用设置在轮毂壳12内的旋转阻力赋予单元60对保持器50d赋予旋转阻力，借助赋予旋转阻力来对卡合以及卡合的解除进行控制，因此，所有的装置都配置在轮毂壳12内，不会发生离合器的保持器50d因外部的水、泥腐蚀，或者因来自外部的不需要的输入而使保持器50d承受损伤、变形的情况。

另外，虽然并未图示，但在曲轴与曲轴链轮之间设置有在传递驱动力的方向被锁定，且相对于反向输入空转的中心单向离合器。因此，不会出现因反向输入而驱动力相对于曲轴、脚踏板等传递的情况。作为该中心单向离合器能够采用滚子离合器、楔块式离合器、棘爪离合器等公知的单向离合器。

并且，在后退非驱动(从自行车上下来，并朝后方拉拽自行车这样的状况)时，虽然绝对的旋转方向为反向，但后链轮7与轮毂壳12之间的相对旋转的关系与前进驱动时相同。

(第十五实施方式)

图24示出本发明的第十五实施方式。对于该第二实施方式，利用三级减速切换的行星齿轮机构构成变速机构5。并且，利用轮毂壳12与行星齿轮架5c(与内圈50c一体地旋转)之间的滚子离合器构成驱动力传递用以及反向输入传递用的双向离合器50。

作为该双向离合器50的结构，除了能够采用滚子离合器之外，还能够采用楔块式离合器等由其他结构构成的双向离合器，这点与第一实施方式同样。

并且，在轮毂壳12与车轴11之间，在轴向两端设置有轴承部13，从而轮毂壳12与车轴11被支承为能够彼此相对旋转，这点与第十四实施方式同样。

但是，此处，与第十四实施方式不同，外圈齿轮5d和上述轮毂壳12能够经由轴承部14相对旋转，上述外圈齿轮5d设置成能够与后链轮7一体地旋转。该外圈齿轮5d构成变速机构5的一部分。

变速机构5具备：具有与上述各太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3啮合的三级齿轮的行星齿轮5b；保持该行星齿轮5b的行星齿轮架5c；以及与上述行星齿轮5b啮合的上述外圈齿轮5d。

能够通过利用变速控制机构40使上述太阳齿轮5a-1、5a-2、5a-3中的任一个选择性地不能相对于车轴旋转，由此来进行变速。另外，变速控制机构40的结构与第十四实施方式同样。

另外，在该实施方式中，上述双向离合器50的内圈50c设置成能够与上述变速机构5的上述行星齿轮架5c一体地旋转，外圈50b压入固定于上述轮毂壳12的内径侧而被设置。并且，卡合件由配置在内圈2c与外圈2b之间的上述滚子50a构成。此外，在该实施方式中，上述行星齿轮架5c和上述内圈50c是一体的部件。

当对后链轮7输入有驱动力时，扭矩按照外圈齿轮5d、行星齿轮5b、行星齿轮架5c、双向离合器50(内圈50c、滚子50a、外圈50b)、轮毂壳12的顺序传递。

并且，当非驱动时，在利用作为离合器切换单元9的旋转阻力赋予单元60对保持器50d赋予阻力的情况下，双向离合器50的滚子50a在槽50f内朝楔状空间内的反向旋转方向的楔状变窄的一侧移动，将内圈50c和外圈50b结合而进行锁定，从而能够将反向旋转输入朝后链轮7传递。

即，双向离合器50具有将对后链轮7输入的前进方向的扭矩传递到轮胎的功能，并且具有在利用旋转阻力赋予单元60对保持器50d赋予阻力的情况下将后退方向的扭矩(包括前进非驱动时的反向输入扭矩)传递到后链轮7的功能。

对于其他的主要结构以及作用，由于与第十四实施方式同样，因此省略说明。

(第十六、第十七实施方式)

图25示出本发明的第十六实施方式，图26示出第十七实施方式。对于该第十六实施方式以及第十七实施方式，变速机构5、双向离合器50、以及变速控制机构40的主要结构分别与第十四实施方式、第十五实施方式同样。

以与第十四实施方式、第十五实施方式的不同点为中心进行说明，在图25所示的第十六实施方式中，驱动力传递用以及反向输入传递用的双向离合器50的内圈50c、和变速机构5的外圈齿轮5d分体形成，并使二者利用齿轮啮合，由此二者能够一体地旋转。并且，在图26所示的第十七实施方式中，将驱动力传递用以及反向输入传递用的双向离合器50的内圈50c、和变速机构5的行星齿轮架5c分体形成，并使二者利用齿轮啮合，由此二者能够一体地旋转。

在第十六、第十七的各实施方式中，双向离合器50的内圈50c由配置在内圈2c与轮毂壳12之间的轴承部16支承为能够相对于轮毂壳12相对旋转。

并且，双向离合器50的保持卡合件50a(滚子等)的保持器50d以其轴向端部露出到轮毂壳12外部的方式被引出，并由配置在该保持器50d与上述内圈2c之间的轴承部15支承为能够相对于内圈50c相对旋转。

由于保持器50d露出到轮毂壳12外部，因此，能够将对该保持器50d施加外力、即旋转阻力的旋转阻力赋予单元60(上述摩擦部61a等)配置在轮毂壳12外部。图25、图26所示的标号60a为密封件，在图25、图26中，作为离合器切换单元9的旋转阻力赋予单元60能够借助来自外部的操作进行与保持器50d接触、或者从保持器50d离开的动作。另外，对于使该旋转阻力赋予单元60动作的离合器切换单元的结构，能够采用能够使该旋转阻力赋予单元60朝向保持器50d朝径向或者轴向移动、并通过该移动与保持器50d接触的公知的动作单元。也可以采用与前述的各实施方式同样的部件。

另外，在这些实施方式中，作为对保持器50d施加的外力(旋转阻力)，利用基于旋转阻力赋予单元60的动作的摩擦板与保持器50d之间的摩擦阻力，并使该摩擦阻力的赋予与驾驶者所进行的制动操作联动，但该摩擦力的赋予并不限定于与制动操作联动，也可以使之与其他的构件联动。例如，也可以使摩擦阻力的赋予及其解除与驾驶者所进行的制动操作以外的专用的手动操作联动。

标号说明

1：后轮毂；2：反向输入用单向离合器；2a：离合器爪(棘爪)(卡合件)；2a’：滚子(卡合件)；2b：外圈；2c：内圈；2d：保持器；2e：弹性体；2f：槽；2g：一端；2h：另一端；2j：离合器爪轴；2k：端面板部；2m：环状部；5：变速机构；5a：太阳齿轮；5a-1：第一太阳齿轮；5a-2：第二太阳齿轮；5a-3：第三太阳齿轮；5b：行星齿轮；5c：行星齿轮架；5d：外圈齿轮；5e-1：第一单向离合器；5e-2：第二单向离合器；5e-3：第三单向离合器；5f：变速用单向离合器；5f-1：变速用第一单向离合器；5f-2：变速用第二单向离合器；5g：离合器爪(棘爪)(卡合件)；7：链轮(后链轮)；8：轮毂凸缘；9：离合器切换装置；9a：操作部；9b：驱动部件；9c：弹性部件；9d：旋转部件；9e：锥面；10：变速控制机构；10a：旋转部件；11：车轴；11a：轴孔；11e：弹性部件；12：轮毂壳；13、14、15、16：轴承部；18：滑动部件；19：摩擦部件；19a：密封件；20：离合器爪(棘爪)(卡合件)；21：棘爪槽；22：闸板；23：摆动轴；24：弹性体；25：凹部；30、40：变速控制机构；30a、40a：卡键；30b、40b：操作轴；30c、40c：弹性部件；50：双向离合器；50a：滚子(卡合件)；50b：外圈；50c：内圈；50d：保持器；50e：弹性体；50f：槽；50k：端面板部；50m：环状部；60：旋转阻力赋予单元；61：操作部；61a：摩擦板(摩擦部)；62：弹性部件；63：卡止部。

Claims (44)

1.一种具备再生机构的电动辅助自行车，

将二次电池以及辅助驱动用的马达安装于连结前轮和后轮的车架，能够将由从曲轴传递来的踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力传递到驱动轮，当前进非驱动时，上述再生机构将由从上述驱动轮朝向上述马达的输出轴的反向输入产生的再生电力还原至上述二次电池，

上述具备再生机构的电动辅助自行车的特征在于，

在设置于上述驱动轮的轮毂(1)具备变速机构(5)、反向输入用单向离合器(2)、以及离合器切换装置(9)，

上述变速机构(5)由行星齿轮机构构成，具有至少一个太阳齿轮(5a)，具有将由上述踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力通过链轮(7)传递到上述驱动轮的功能，并且具备变速控制机构(10)，对于来自上述链轮(7)的驱动力，上述变速控制机构(10)通过将上述太阳齿轮在能够绕车轴(11)旋转的状态和不能绕车轴(11)旋转的状态之间切换来进行变速，

上述反向输入用单向离合器(2)设置在至少一个太阳齿轮(5a)与车轴(11)之间，并且具有对于来自上述驱动轮的反向输入而由上述离合器切换装置(9)将上述太阳齿轮(5a)在能够绕车轴(11)旋转的状态和不能绕车轴(11)旋转的状态之间切换的功能，

上述具备再生机构的电动辅助自行车具有以下功能：当进行驱动时，来自上述链轮(7)的驱动力通过上述变速机构(5)传递到驱动轮，当前进非驱动时，利用上述离合器切换装置(9)使上述反向输入用单向离合器(2)中的上述太阳齿轮(5a)和车轴(11)对于反向输入不能旋转，由此能够将来自上述驱动轮的反向输入扭矩传递到上述链轮(7)，

上述反向输入用单向离合器(2)设置于在上述驱动轮的车轴(11)设置的内置变速器内。

2.根据权利要求1所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述反向输入用单向离合器(2)由棘爪离合器构成。

3.根据权利要求1或2所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述离合器切换装置(9)具有棒状的操作部(9a)，该操作部(9a)的一端通过车轴(11)内部被引出到外部，从而能够从外部进行轴向移动的操作，通过使该操作部(9a)沿轴向移动，能够在上述反向输入用单向离合器(2)中的上述太阳齿轮(5a)能够相对于车轴(11)旋转的状态和不能相对于车轴(11)旋转的状态之间切换。

4.根据权利要求1或2所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述离合器切换装置(9)具有能够绕上述车轴(11)旋转的旋转部件(9d)，该旋转部件(9d)沿着上述车轴(11)被引出到轮毂壳(12)外部，从而能够从外部进行旋转操作，通过使该旋转部件(9d)绕车轴(11)旋转，能够在上述反向输入用单向离合器(2)中的上述太阳齿轮能够相对于车轴(11)旋转的状态和不能相对于车轴(5)旋转的状态之间切换。

5.根据权利要求1所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述反向输入用单向离合器(2)由使用滚子作为卡合件(2a’)的滚子离合器构成。

6.根据权利要求1所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述反向输入用单向离合器(2)由使用楔块作为卡合件(2a’)的楔块式离合器构成。

7.根据权利要求1所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述反向输入用单向离合器(2)是利用保持器(2d)保持卡合件(2a’)的卡合件离合器，上述离合器切换装置(9)具有能够绕上述车轴(11)旋转的旋转部件(9d)，该旋转部件(9d)的一端沿着上述车轴(11)被引出到轮毂壳(12)外部，从而能够进行旋转操作，该旋转部件(9d)的另一端连结于上述反向输入用单向离合器(2)的上述保持器(2d)，通过使该旋转部件(9d)绕车轴(11)旋转，能够在上述反向输入用单向离合器(2)中的上述太阳齿轮(5a)能够相对于车轴(11)旋转的状态和不能相对于车轴(11)旋转的状态之间切换。

8.根据权利要求1所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

与制动操作联动地进行由上述离合器切换装置(9)所进行的、在上述太阳齿轮和车轴(11)对于来自上述驱动轮的反向输入能够旋转的状态和不能旋转的状态之间的切换。

9.一种具备再生机构的电动辅助自行车，

将二次电池以及辅助驱动用的马达安装于连结前轮和后轮的车架，能够将由从曲轴传递来的踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力传递到驱动轮，并且，当非驱动时，上述再生机构将由从上述驱动轮朝向上述马达的输出轴的反向输入产生的再生电力还原至上述二次电池，

上述具备再生机构的电动辅助自行车的特征在于，

在设置于上述驱动轮的轮毂(1)内部具备变速机构(5)和反向输入用单向离合器(2)，上述变速机构(5)具有将由上述踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力通过链轮(7)传递到上述驱动轮的功能，上述反向输入用单向离合器(2)具有以下功能：当借助上述踩踏力或者上述马达的输出进行驱动时空转，并且，当非驱动时，能够将来自上述驱动轮的反向输入传递到上述链轮(7)，

上述反向输入用单向离合器(2)设置于在上述驱动轮的车轴(11)设置的内置变速器内。

10.根据权利要求9所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述变速机构(5)由二级变速的行星齿轮减速器构成，具备：设置于上述车轴(11)的外周的太阳齿轮(5a)；与该太阳齿轮(5a)啮合的行星齿轮(5b)；保持该行星齿轮(5b)的行星齿轮架(5c)；以及与上述行星齿轮(5b)啮合的外圈齿轮(5d)，当减速时，以上述太阳齿轮(5a)作为固定部件，以上述外圈齿轮(5d)作为输入部件，以上述行星齿轮架(5c)作为输出部件，当等速时，以上述外圈齿轮(5d)作为输入输出部件。

11.根据权利要求10所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

设置有能够相对于上述驱动轮的车轴(11)沿轴向移动的滑动部件(18)，能够借助上述滑动部件(18)的沿轴向的移动来进行上述变速机构(5)的变速切换。

12.根据权利要求9所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述变速机构(5)具备：设置于上述车轴(11)的外周的太阳齿轮(5a)；与该太阳齿轮(5a)啮合的行星齿轮(5b)；保持该行星齿轮(5b)的行星齿轮架(5c)；以及与上述行星齿轮(5b)啮合的外圈齿轮(5d)，上述变速机构(5)具备多个上述太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)，通过以该多个上述太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)中的任意齿轮作为固定部件、以上述外圈齿轮(5d)作为输入部件、以上述行星齿轮架(5c)作为输出部件，构成为具备齿数比为多个的齿轮组合的减速器，并且，具备变速控制机构(30)，该变速控制机构(30)具备选择多个上述太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)中的任意齿轮作为上述固定部件的功能。

13.根据权利要求9所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述变速机构(5)具备：设置于上述车轴(11)的外周的太阳齿轮(5a)；与该太阳齿轮(5a)啮合的行星齿轮(5b)；保持该行星齿轮(5b)的行星齿轮架(5c)；以及与上述行星齿轮(5b)啮合的外圈齿轮(5d)，上述变速机构(5)具备多个上述太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)，通过以该多个上述太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)中的任意齿轮作为固定部件、以上述行星齿轮架(5c)作为输入部件、以上述外圈齿轮(5d)作为输出部件，构成为具备齿数比为多个的齿轮组合的增速器，并且，具备变速控制机构(30)，该变速控制机构(30)具备选择多个上述太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)中的任意齿轮作为上述固定部件的功能。

14.根据权利要求12或13所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述变速控制机构(30)具有将被支承为能够绕上述车轴(11)旋转的多个上述太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)中的任意齿轮切换成相对于驱动力以及来自轮胎的反向输入这两者能够绕上述车轴(11)旋转或者不能绕车轴(11)旋转而进行变速的功能。

15.根据权利要求14所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述变速控制机构(30)具备卡键(30a)，通过经由上述车轴(11)内从外部使上述卡键(30a)沿轴向移动来进行上述变速机构(5)的变速切换，使上述卡键(30a)所啮合的太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)中的任意齿轮相对于驱动力以及来自轮胎的反向输入这两者不能绕车轴(11)旋转。

16.根据权利要求9所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述反向输入用单向离合器(2)与制动操作联动而卡合。

17.根据权利要求9所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述反相输入用单向离合器(2)由滚子离合器构成。

18.根据权利要求9所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述反向输入用单向离合器(2)由楔块式离合器构成。

19.一种具备再生机构的电动辅助自行车，

将二次电池以及辅助驱动用的马达安装于连结前轮和后轮的车架，能够将由从曲轴传递来的踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力传递到驱动轮，并且，当非驱动时，上述再生机构将由从上述驱动轮朝向上述马达的输出轴的反向输入产生的再生电力还原至上述二次电池，

上述具备再生机构的电动辅助自行车的特征在于，

在设置于上述驱动轮的轮毂(1)内部具备变速机构(5)、反向输入用单向离合器(2)、以及作为离合器切换装置(9)发挥功能的旋转阻力赋予单元(60)，

上述变速机构(5)由能够进行两级以上变速的行星齿轮机构构成，具备变速控制机构(40)，并且具有将由上述踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力通过链轮(7)传递到上述驱动轮的功能，上述变速控制机构(40)对于驱动力和反向输入这两者，通过任意地将太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)中的任一个切换为不能相对于车轴(11)旋转而其他能够相对于车轴(11)旋转，从而能够进行上述变速的切换，

上述反向输入用单向离合器(2)具有以下功能：当利用上述踩踏力或者上述马达的输出进行驱动时空转，并且当非驱动时能够将来自上述驱动轮的反向输入传递到上述链轮(7)，

上述旋转阻力赋予单元(60)具有以下功能：对上述反向输入用单向离合器(2)所具备的卡合件保持单元赋予第一单向离合器卡合之际所需要的旋转阻力，以使上述反向输入用单向离合器(2)的卡合件转换成能够卡合的状态，

上述反向输入用单向离合器(2)以及上述旋转阻力赋予单元(60)分别设置于在上述驱动轮的车轴(11)设置的内置变速器内。

20.根据权利要求19所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

与制动操作联动地进行由上述旋转阻力赋予单元(60)对上述卡合件保持单元赋予旋转阻力。

21.根据权利要求19或20所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述旋转阻力赋予单元(60)具备：操作部(61)，该操作部(61)相对于车轴(11)沿轴向进退自如；以及摩擦部(61a)，该摩擦部(61a)设置成能够与该操作部(61)一体地进退，通过该操作部(61)与上述摩擦部(61a)一起相对于车轴(11)朝轴向一方相对移动，上述摩擦部(61a)与上述卡合件保持单元接触来赋予上述旋转阻力。

22.根据权利要求21所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述操作部(61)同轴地贯通插入在形成于上述车轴(11)内的沿轴向延伸的孔部(11a)中。

23.根据权利要求21所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述摩擦部(61a)是比上述车轴(11)的外周面朝外径侧立起的凸缘状的部件。

24.根据权利要求21所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述反向输入用单向离合器(2)由滚子离合器构成，该滚子离合器利用作为上述卡合件保持单元的环状的保持器(2d)在周方向保持作为上述卡合件(2a’)的滚子。

25.根据权利要求21所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述反向输入用单向离合器(2)由楔块式离合器构成，该楔块式离合器利用作为上述卡合件保持单元的环状的保持器(2d)在周方向保持作为上述卡合件(2a’)的楔块。

26.根据权利要求21所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述反向输入用单向离合器(2)由棘爪离合器构成，该棘爪离合器具备作为上述卡合件的棘爪(20)和供该棘爪(20)啮合的棘爪槽(21)，上述卡合件保持单元是能够自由地进入上述棘爪(20)与上述棘爪槽(21)之间或者从上述棘爪(20)与上述棘爪槽(21)之间脱离的闸板(22)。

27.根据权利要求24或25所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述保持器(2d)具备：环状部(2m)，该环状部(2m)沿周方向具备多个保持上述卡合件(2a’)的兜孔部；以及端面板部(2k)，该端面板部(2k)从上述环状部(2m)朝径向立起，上述摩擦部(61a)与上述端面板部(2k)接触。

28.根据权利要求27所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述反向输入用单向离合器(2)的内圈(2c)和上述保持器(2d)经由轴承部(15)被支承为能够相对旋转，该轴承部(15)在上述端面板部(2k)支承上述保持器(2d)。

29.根据权利要求26所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述闸板(22)具备：周方向部件(22a)，该周方向部件(22a)能够自由地进入上述棘爪(20)与上述棘爪槽(21)之间或者从上述棘爪(20)与上述棘爪槽(21)之间脱离；以及端面板部(22c)，该端面板部(22c)从上述周方向部件(22a)朝径向立起，上述摩擦部(61a)与上述端面板部(22c)接触。

30.根据权利要求19所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述变速控制机构(40)具备卡键(40a)，通过经由上述车轴(11)内部从外部进行的操作使上述卡键(40a)沿轴向移动来进行上述变速机构(5)的变速的切换，通过上述卡键(40a)与上述太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)中的任一个啮合，从而对于驱动力以及来自轮胎的反向输入这两者，能够任意地将上述太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)中的任一个切换为不能相对于车轴(11)旋转而其他能够相对于车轴(11)旋转。

31.一种具备再生机构的电动辅助自行车，

将二次电池以及辅助驱动用的马达安装于连结前轮和后轮的车架，能够将由从曲轴传递来的踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力传递到驱动轮，并且，当非驱动时，上述再生机构将由从上述驱动轮朝向上述马达的输出轴的反向输入产生的再生电力还原至上述二次电池，

上述具备再生机构的电动辅助自行车的特征在于，

在设置于上述驱动轮的轮毂(1)具备变速机构(5)、双向离合器(50)、以及旋转阻力赋予单元(60)，

上述变速机构(5)由能够进行两级以上的变速的行星齿轮机构构成，具备变速控制机构(40)，并且具有将由上述踩踏力或者上述马达的输出产生的驱动力通过链轮(7)传递到上述驱动轮的功能，对于驱动力以及反向输入这两者，上述变速控制机构(40)通过任意地将太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)中的任一个切换为不能相对于车轴(11)旋转而其他能够相对于车轴(11)旋转，从而进行上述变速的切换，

上述双向离合器(50)具有以下功能：当利用上述踩踏力或者上述马达的输出进行驱动时，上述双向离合器(50)卡合而将该驱动力传递到驱动轮，并且，当非驱动时，上述双向离合器(50)能够将来自上述驱动轮的反向输入传递到上述链轮(7)，

上述旋转阻力赋予单元(60)具有对上述双向离合器(50)的沿周方向保持卡合件(50a)的保持器(50d)赋予该双向离合器(50)的卡合之际所需要的旋转阻力的功能，

上述双向离合器(50)以及上述旋转阻力赋予单元(60)设置于在上述驱动轮的车轴(11)设置的内置变速器内。

32.根据权利要求31所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

与制动操作联动地进行由上述旋转阻力赋予单元(60)对上述保持器(50d)赋予旋转阻力。

33.根据权利要求31或32所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述旋转阻力赋予单元(60)具备：操作部(61)，该操作部(61)相对于车轴(11)沿轴向进退自如；以及摩擦部(61a)，该摩擦部(61a)设置成能够与操作部(61)一体地进退，通过该操作部(61)与上述摩擦部(61a)一起相对于车轴(11)朝轴向一方相对移动，上述摩擦部(61a)与保持器(50d)接触而赋予上述旋转阻力。

34.根据权利要求33所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述操作部(61)同轴地贯通插入在形成于上述车轴(11)内的沿轴向延伸的孔部(11a)中。

35.根据权利要求33所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述摩擦部(61a)是比上述车轴(11)的外周面朝外径侧立起的凸缘状的部件。

36.根据权利要求33所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述保持器(50d)具备：环状部(50m)，该环状部(50m)沿周方向具备多个保持上述卡合件(50a)的兜孔部；以及端面板部(50k)，该端面板部(50k)从上述环状部(50m)朝径向立起，上述摩擦部(61a)与上述端面板部(50k)接触。

37.根据权利要求36所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述双向离合器(50)的内圈(50c)和上述保持器(50d)经由轴承部(15)被支承为能够相对旋转，该轴承部(15)在上述端面板部(50k)支承上述保持器(50d)。

38.根据权利要求31所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述双向离合器(50)由滚子离合器构成，该滚子离合器利用环状的保持器(50d)在周方向保持作为卡合件(50a)的滚子。

39.根据权利要求31所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述双向离合器(50)由楔块式离合器构成，该楔块式离合器利用环状的保持器(50d)在周方向保持作为卡合件的楔块。

40.根据权利要求31所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述变速控制机构(40)具备卡键(40a)，通过经由上述车轴(11)内从外部进行的操作使上述卡键(40a)沿轴向移动来进行上述变速机构(5)的变速的切换，通过上述卡键(40a)与上述太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)中的任一个啮合，从而对于驱动力以及来自轮胎的反向输入这两者，能够任意地将上述太阳齿轮(5a、5a-1、5a-2、5a-3)中的任一个切换为不能相对于车轴(11)旋转而其他能够相对于车轴(11)旋转。

41.根据权利要求1、9、19或31所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

在曲轴与曲轴链轮之间设置有中心单向离合器，该中心单向离合器在对驱动轮传递驱动力的方向锁定，且对于来自驱动轮的反向输入进行空转。

42.根据权利要求41所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述中心单向离合器由滚子离合器构成。

43.根据权利要求41所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述中心单向离合器由楔块式离合器构成。

44.根据权利要求41所述的具备再生机构的电动辅助自行车，其特征在于，

上述中心单向离合器由棘爪离合器构成。