CN102753429B - 具有整合式转矩传感器的马达 - Google Patents

Abstract

一马达单元包含用以收容一马达（8036）的一壳体（8038），用以接受一马达（8036）提供驱动力的一马达轴杆（8035），用以检测转矩的一转矩传感器机构（8044，8045），及用以响应一转矩之被检测量来控制供给该马达（8036）之电力的一控制器。一致动器耦合该转矩传感器（8044，8045）与该控制器中的一传感器，通过该致动器形成相对该控制器传感器移动，使该传感器产生一表示该转矩之被检测值的信号。该控制器被收容在该马达（8036）的壳体（8038）内，该马达单元亦可具有用以接受一外部提供驱动力的一辅助轴杆，该外部提供驱动力由一第一转矩传送路径和一第二转矩传送路径传送。该马达单元可驱动任何装置，可被用在如一自行车之一踏板驱动装置中，其中一外部提供驱动力由该装置之可人力操作踏板提供，这些可人力操作踏板被固定以与该辅助轴杆一起旋转。

Description

具有整合式转矩传感器的马达

技术领域

本发明有关于一具有整合式转矩传感器的马达，该马达特别地但非唯一地用于可以人力地推动的踏板驱动装置，而是包括一亦用以使该装置向前推进的马达单元。本发明亦特别地但非唯一地有关于踏板驱动的有轮装置或车辆，例如具有藉由被安装在该车辆上的一电池组提供电力的一电动马达的多数自行车。

背景技术

目前已知的是对如自行车的某些可人力推动的有轮车辆或装置提供一马达单元以便协助一使用者赋予该装置动力越过，特别是如山丘等向上倾斜地形，但是该马达单元有时本身可被用来赋予该自行车动力越过任何地形。

目前亦已知的是在一电动马达辅助自行车使用一轮内马达，使得一传动机构可以省略且所得装置的制造容易且简单。对这种使用一轮内马达的已知电动马达辅助自行车而言，它可以仅藉由以一轮内马达替换一车轮的轮毂来制造，同时这些踏板以一般已知方式透过一链轮及一链条驱动后轮。在这种配置中，不需要透过该自行车链条传送马达驱动力。因此，一踏板驱动力及一马达驱动力是完全互相分开地传送。

结果该已知轮内马达配置的不适用于欲发展成具有如齿轮换档、以一离合器操作、作为一运动自行车、或使用该马达产生电力等外加功能的一轮内电动马达辅助自行车，即它不容易扩充其功能。它亦会产生制造及组装问题以及替换零件问题，在例如一轮内马达失效或需要维修方面，需要取下轮子，因此使该自行车无法使用。在某些马达失效或维修状况下，不再可能旋转收纳该轮内擦蚀处理的轮子，使得它甚至不可能在以人力施加踏板动力的情形下使该自行车推进。

除了使用一轮内马达的已知电动自行车以外，还有至少另一种使用一轮驱动马达的电动自行车。但是，在这种电动自行车中，一马达驱动力及一踏板驱动力亦是互相分开传送。这种电动自行车具有当该电动自行车使用轮驱动马达推进时齿轮变速无法使用一后轮传动装置实现的类似缺点。

前述者只是如自行车的已知混合马达辅助踏板驱动装置所遭遇的一般问题中的某些问题。

发明内容

本发明的一目的是提供一改良马达单元。

本发明的另一目的是提供一用于一马达辅助自行车的改良马达单元。

本发明的又一目的是减轻或避免与已知马达单元相关的一或多个问题至某种程度。

发明所属技术领域中具有通常知识者将由以下说明推导出本发明的其它目的，因此，前述目的的说明不是无遗漏的且仅作为本发明的许多目的中的某些目的。

在本发明的一第一主要方面，提供一种马达单元，其包含：一壳体，其用以收容一马达；一马达轴杆，其用以接受一马达提供驱动力；一转矩传感器机构，其用以检测转矩；一控制器，其用以响应一转矩的被检测量来控制供给该马达的电力，以改变马达提供给该马达轴杆的驱动力的量；及一致动器，其耦合该转矩传感器与该控制器中的一传感器；其中该致动器构件实现相对于该传感器控制器移动，凭此使得该传感器产生一表示该转矩的检测值的信号且其中该控制器被收容在该马达的壳体内。

较佳地，该控制器位在该马达壳体的一端且该转矩传感器与该马达壳体的一相对端连接。

较佳地，耦合该转矩传感器与该控制器中的一传感器的该致动器被收纳在该马达轴杆的一中空内孔中，以便凭此耦合在该马达壳体的一端的该转矩传感器与在该马达壳体的另一端的该控制器。

较佳地，该马达单元更包含：一辅助轴杆，其用以接受一外部提供驱动力；一第一转矩传送路径，其用以将该外部提供驱动力传送至一驱动机构；一第二转矩传送路径，其用以将该马达提供驱动力传送至该驱动机构；其中一第一单向驱动设备设置在该辅助轴杆与该驱动机构的间的该第一转矩传送路径中，使得当该驱动机构通过该第二转矩传送路径被该马达提供驱动力驱动时，该辅助轴杆可以自由转动。该外部提供驱动力可以凭由另一马达或被耦合成可驱动该辅助轴杆的任何适当驱动设备提供。

较佳地，该马达轴杆呈同心地配置在该辅助轴杆四周，使得该辅助轴杆被自由地收纳通过该马达轴杆的一中空内孔且使得它们的旋转轴是平行的。该辅助轴杆与该马达轴杆可共用相同的旋转轴线。

较佳地，该第一转矩传送路径包含用以接受一外部提供驱动力的该辅助轴杆及该第一单向驱动设备，其中该第一单向驱动设备机械地耦合该辅助轴杆与该驱动机构，使得该第一单向驱动设备将该外部提供驱动力传送至该驱动机构，且其中该第一单向驱动设备容许该辅助轴杆在该驱动机构被该马达轴杆驱动时自由转动。该第一单向驱动设备包含一自由转动装置。

较佳地，该第二转矩传送路径包含该马达轴杆及一机械地耦合该马达轴杆与该驱动机构的齿轮机构，其中该齿轮机构具有一减速齿轮比，且通过运转将该马达提供驱动力由该马达轴杆以该减速齿轮比传送至该驱动机构。

较佳地，该齿轮机构包含一具有一行星齿轮的行星齿轮机构，该行星齿轮的旋转轴相对该马达轴杆的旋转轴偏移一预定量。该行星齿轮可以可旋转地被支持在一偏心轮上，凭此使得该行星齿轮可随着该偏心轮旋转而旋转，且凭此该行星齿轮的旋转轴的位置随着该行星齿轮旋转相对该马达轴杆的旋转轴改变，使得该行星齿轮的旋转轴的变化位置限定在一以该马达轴杆的旋转轴为中心的圆，该圆具有一等于该预定偏移量的半径。此外，该行星齿轮可具有一比一内环齿轮小的直径，该行星齿轮位于该内环齿轮内以便在其内旋转，该内环齿轮被固定于定位且具有一与该马达轴杆的旋转轴一致的中心轴，该行星齿轮具有比该内环齿轮少的齿数。该行星齿轮可以可旋转地被一轴承支持在该偏心轮上。

较佳地，该行星齿轮机构的一行星齿轮托承构件实现将该马达提供驱动力传送至该驱动机构。该行星齿轮机构可包括一平衡构件，该平衡构件用于平衡由该行星齿轮相对于该马达轴杆的旋转轴的偏移所造成的一重量不平衡。该平衡构件可包含一大致半圆形配重构件，该配重构件被配置成与该行星齿轮一起旋转以便在该行星齿轮旋转时平衡该行星齿轮。

或者，该行星齿轮机构不包括一配重平衡构件，而是包含配置成互相错相半圈的第一与第二相同行星齿轮使得这些第一与第二行星齿轮在旋转时互相平衡。这些第一与第二行星齿轮可被定位成在一共用单一内环齿轮内互相错相半圈地旋转。这些第一与第二行星齿轮各可以可被支持地安装在各个第一与第二偏心轮上。

较佳地，该行星齿轮托承固定在该驱动机构上以便与其一起旋转。该行星齿轮托承亦可被固定在该第一单向驱动设备的一输出构件上以便与其一起旋转，凭此该外部提供驱动力经由该第一转矩传送路径透过该行星齿轮机构传送至该马达轴杆及该驱动机构。

或者，该齿轮机构包含一具有一无齿行星齿轮的无齿行星齿轮机构，该无齿行星齿轮的旋转轴相对该马达轴杆的旋转轴偏移一预定量且其中该无齿行星齿轮机构的减速齿轮比是依据在该无齿行星齿轮与一无齿内环齿轮的各个直径的间的一关系界定，该行星齿轮是位于该无齿内环齿轮内，该无齿行星齿轮具有一小于该无齿内环齿轮的直径。该无齿行星齿轮可以可旋转地被支持在一偏心轮上，凭此该无齿行星齿轮被作成随着该偏心轮旋转而旋转，且凭此该无齿行星齿轮的旋转轴的位置随着该无齿行星齿轮旋转相对该马达轴杆的旋转轴改变，使得该无齿行星齿轮的旋转轴的变化位置限定在一以该马达轴杆的旋转轴为中心的圆，该圆具有一等于该预定偏移量的半径。该无齿内环齿轮可被固定于定位且具有一与该马达轴杆的旋转轴一致的中心轴，该无齿行星齿轮可以可旋转地被一轴承支持在该偏心轮上。

较佳地，该无齿行星齿轮机构的行星齿轮托承构件实现将该马达提供驱动力传送至该驱动机构。

较佳地，该无齿行星齿轮机构可包括一平衡构件，该平衡构件用于平衡由该无齿行星齿轮相对于该马达轴杆的旋转轴的偏移所造成的一重量不平衡。该平衡构件可包含一大致半圆形配重构件，该配重构件被配置成与该无齿行星齿轮一起旋转以便在该无齿行星齿轮旋转时平衡该无齿行星齿轮。

或者，该无齿行星齿轮机构不包括一配重平衡构件，而是包含配置成互相错相半圈的第一与第二相同无齿行星齿轮使得这些第一与第二无齿行星齿轮在旋转时互相平衡。这些第一与第二无齿行星齿轮可定位成在一共用单一无齿内环齿轮内互相错相半圈地旋转。这些第一与第二无齿行星齿轮各可以可被支持地安装在各个第一与第二偏心轮上。

较佳地，该行星齿轮托承固定在该驱动机构上以便与其一起旋转。该行星齿轮托承亦可被固定在该第一单向驱动设备的一输出构件上以便与其一起旋转，凭此该外部提供驱动经由该第一转矩传送路径透过该无齿行星齿轮机构传送至该马达轴杆及该驱动机构。

较佳地，该无齿行星齿轮可旋转地被支持在该偏心轮上且其旋转轴相对该马达轴杆的旋转轴偏移一预定量并且位在该无齿内环齿轮内，以便通过加热该无齿内环齿轮及将它收缩配合在该无齿行星齿轮上接合一无齿内环齿轮表面。这些第一与第二无齿行星齿轮可分别可旋转地被支持在这些第一与第二偏心轮上，且它们的旋转轴相对该马达轴杆的旋转轴偏移一预定量并且位在一共用单一无齿内环齿轮内以便互相错相半圈地旋转，以便通过加热该无齿内环齿轮及将它收缩配合在这些第一与第二无齿行星齿轮上接合一无齿内环齿轮表面。

较佳地，一第二单向驱动设备设置在该马达轴杆与该驱动机构的间的该第二转矩传送路径中，使得当该驱动机构通过该第一转矩传送路径被该外部提供驱动力驱动时，不使该马达轴杆旋转。该第二单向驱动设备可包含至少一棘齿构件，该至少一棘齿构件可移动地设置在该行星齿轮托承上且配置成与一棘轮的一齿条接合，该棘轮系固定成与该驱动机构一起旋转。该至少一棘齿构件具有与其连接的设备，用以使该棘齿构件的一自由端从该行星齿轮托承的一表面向外弹性偏压，使得该棘齿构件的自由端接合在该棘轮的齿条中的一齿。

较佳地，该转矩传感器包含：一第一驱动构件，其安装成围绕该马达轴杆的一旋转轴旋转；一第二被驱动构件，其安装成围绕该马达轴杆的旋转轴旋转；一检测设备，其用以检测该第一驱动构件相对该第二被驱动构件朝该被驱动构件围绕该马达轴杆旋转轴的一旋转方向移动；且其中该致动器包含一用以将该被检测的移动传送至该控制器的传感器的设备。

在本发明的另一方面，该马达单元包含一踏板驱动装置的一部份。

在本发明的另一方面，该马达单元是凭由被安装在一踏板驱动装置上的一电池组提供电力的一电动马达。

在本发明的第二主要方面，提供一种具有依据该第一主要方面的一马达单元的踏板驱动装置，其中该外部提供驱动力是一凭由该装置的一可人力操作踏板所提供的人力提供驱动力，这些可人力操作踏板被固定成与该辅助轴杆一起旋转，该辅助轴杆包含一踏板轴；且其中该驱动机构包含一链轮，该第一转矩传送路径系配置成将该人力提供驱动力传送至该链轮且该第二转矩传送路径配置成将该马达提供驱动力传送至该链轮；且其中该第一单向驱动设备设置在该踏板轴与该链轮的间的该第一转矩传送路径中，使得当该链轮透过该第二转矩传送路径被该马达提供驱动力驱动时，该踏板轴可以自由转动。

在本发明的另一方面，提供一种具有依据该前述方面的一马达单元的踏板驱动装置，其中该外部提供驱动力是一藉由该装置的一可人力操作踏板所提供的人力提供驱动力，这些可人力操作踏板被固定成与该辅助轴杆一起旋转，该辅助轴杆包含一踏板轴；且其中该驱动机构包含一链轮，该第一转矩传送路径配置成将该人力提供驱动力传送至该链轮且该第二转矩传送路径配置成将该马达提供驱动力传送至该链轮；且其中该第一单向驱动设备设置在该第一转矩传送路径中在该踏板轴与该链轮的间，使得当该链轮透过该第二转矩传送路径被该马达提供驱动力驱动时，该踏板轴可以自由转动。

在本发明的另一方面，提供一种踏板驱动装置，其包含：多数可人力操作踏板，其固定成与一踏板轴一起旋转以便接受一人力提供驱动力；一马达，其具有一用以接受一马达提供驱动力的轴杆；一第一转矩传送路径，其用以将该人力提供驱动力传送至该踏板驱动装置的一链轮；一第二转矩传送路径，其用以将该马达提供驱动力传送至该踏板驱动装置的链轮；其中一第一单向驱动设备设置在该第一转矩传送路径中在该踏板轴与该链轮的间，使得当该链轮透过该第二转矩传送路径被该马达提供驱动力驱动时，该踏板轴可以自由转动。

在本发明的另一方面，提供一种用于一踏板驱动装置的马达，其包含：一轴杆，其用以接受一马达提供驱动力；及一齿轮机构，其机械地耦合该马达轴杆与该踏板驱动装置的一链轮，其中该齿轮机构具有一减速齿轮比且操作以便将该马达提供驱动力以该减速齿轮比由该马达轴杆传送至该链轮且其中该马达系同心地配置在该踏板驱动装置的一踏板轴四周使得该踏板轴被自由地收纳通过该马达轴杆的一中空内孔且使得它们的旋转轴是平行的。

在本发明的另一方面，提供一种用于一踏板驱动装置的链轮总成，包含：一链轮；第一设备，其用以机械地耦合该链轮与一踏板驱动踏板轴；及第二设备，其用以机械地耦合该链轮与一马达的一输出轴，其中该第一机械耦合设备包括一耦合该踏板轴与该链轮的单向驱动设备，使得该第一单向驱动设备将一施加于该踏板驱动装置的踏板的人力提供驱动力传送至该链轮以使该链轮旋转且容许该踏板轴在该链轮被该马达输出轴驱动时自由转动。

在本发明的另一方面，提供一踏板驱动装置，其包含：一第一构件，其安装成围绕一踏板轴的一旋转轴旋转；一驱动链轮，其安装成围绕一链轮的该旋转轴旋转；一检测设备，其用以检测该第一构件相对该驱动链轮朝该驱动链轮围绕该踏板轴旋转轴的一旋转方向的移动；及一转换设备，其用以将该被检测的移动转换成一用于该踏板驱动装置的另一组件的控制输入。该踏板驱动装置可包含一自行车，但是本发明可应用于，例如，如脚踏船等其它踏板驱动装置。该控制输入可包含一电控制输入、一电子控制输入或一机械控制输入的任一者。

在本发明的另一方面，提供一种用以产生用于一踏板驱动装置上的一组件的一控制输入的控制系统，该控制系统包含：一第一构件，其安装成围绕一踏板轴的一旋转轴旋转；一检测设备，其用以检测检测该第一构件相对一驱动链轮朝该驱动链轮围绕该踏板轴旋转轴的一旋转方向的移动；及一转换设备，其用以将该被检测的移动转换成一用于该踏板驱动装置的该另一组件的控制输入。

在本发明的另一方面，提供一种用于一踏板驱动装置的驱动链轮总成，该驱动链轮总成包含：一第一构件，其可围绕一踏板轴的一旋转轴旋转；一驱动链轮，其可围绕一踏板轴的该旋转轴旋转，该驱动链轮系松弛地耦合于该第一构件且可相对该第一构件朝该驱动链轮的一旋转方向移动一有限量；及一检测机构，其用以检测该第一构件相对该驱动链轮朝该驱动链轮的该旋转方向的移动。

附图说明

本发明的前述及另外的特征将连同附图举例提供的较佳实施例作以下说明，其中：

第1图是依据本发明的用于一踏板驱动装置的一马达与链轮总成的一第一实施例的结构示意图；

第2图是沿第1图的线A-A所截取的截面图；

第3图是沿第1图的线B-B所截取的放大截面图；

第4图是第1图的实施例的分解立体图；

第5图是依据本发明的用于一踏板驱动装置的一马达与链轮总成的一第二实施例的结构示意图；

第6图是依据本发明的用于一踏板驱动装置的一马达与链轮总成的一第三实施例的分解立体图；

第7图是依据本发明的用于一踏板驱动装置的一马达与链轮总成的一第四实施例的结构示意图；

第8图是沿第7图的线A-A所截取的截面图；

第9图是第7图的实施例的分解立体图；

第10图是具有依据本发明的任一实施例的一马达与链轮总成的一踏板驱动装置的示意图；

第11图是依据本发明一实施例的一驱动链轮总成的分解立体图；

第12图是第11图的驱动链轮总成的前视图；

第13图是沿第12图的线A-A的侧截面图；

第14图是沿第12图的线B-B的侧截面图；

第15图是第11图的链轮总成的板构件与链轮安装构件的放大部份截面图；

第16图是与包括一控制信号装置的一实施例的一马达单元组合的第11图的链轮总成的侧视图；

第17图是第16图中所示的控制信号装置的放大图；

第18图是与包括一控制信号装置的另一实施例的一马达单元组合的第11图的链轮总成的俯视图；

第19图是第18图中所示的控制信号装置的放大图；

第20图是依据本发明的另一实施例的一驱动链轮总成的分解立体图；

第21图是第20图的驱动链轮总成的前视图；

第22图是与包括第7图的控制信号装置的一马达单元组合的第20图的链轮总成的侧截面图；

第23图是包括第20图的链轮总成的依据本发明的一自行车的一后部的侧视图；

第24图是第23图的一自行车的后部的俯视图；

第25图是包括依据本发明的一齿轮调整机构的一自行车的一后轮总成的分解立体图；

第26图是第25图的自行车的一后部的侧视图；

第27图是第25图的自行车的一后部的俯视图；

第28图是依据本发明的另一方面的一自行车的一后部的部份截面俯视图；

第29图是依据本发明另一实施例的一驱动链轮总成的分解立体图；

第30图是第29图的链轮总成的前视图；

第31图是第29图的链轮总成的后视图；

第32图是沿第29图的线B-B的侧截面图；

第33图是沿第29图的线C-C的侧截面图；

第34图是沿第31图的线E-E的放大侧截面图；

第35图是沿第31图的线D-D的放大侧截面图；

第36图是依据本发明的任一实施例的具有一链轮总成、一控制信号装置及一齿轮调整机构的一踏板驱动装置的示意图；

第37图是沿第38图的线B-B的依据本发明的另一实施例的一驱动链轮总成的侧截面图；

第38图是第37图的链轮总成的前视图；

第39图是第37与38图的链轮总成的板构件与链轮安装构件的放大部份截面图；

第40图是第37至39图的驱动链轮总成的分解立体图；

第41图是依据本发明的另一实施例的一马达与驱动链轮总成的侧截面图；

第42图是第41图的该马达与驱动链轮总成的分解立体图；

第43图是第41图的马达与驱动链轮总成的侧截面图，但具有一皮带轮而不是一链传动；

第44图是用以在第41与43图的马达与驱动链轮总成中使用的替代滑块-被驱动轴杆耦合器的前视图；

第45图是第44图的替代滑块-被驱动轴杆耦合器的分解立体图；

第46图是用以在第41与43图的马达与驱动链轮总成中使用的另一替代滑块-被驱动轴杆耦合器的前视图；

第47图是第46图的替代滑块-被驱动轴杆耦合器的分解立体图；及

第48图是用以在第41与43图的马达与驱动链轮总成中使用的另一替代滑块-被驱动轴杆耦合器的前视图，但是使用轴衬而不是滚子轴承。

具体实施方式

本发明主要有关于机动化自行车，但是本发明可应用于具有踏板以提供一人力输入及一马达以提供一机械力输入的混合装置。一机动化自行车是具有用以供给该车辆动力或协助踩踏的一附加马达的一自行车，有时被分类为一机动车辆，或一种混合车辆，机动化自行车可藉由不同种类的发动机供给动力。机动化自行车与机车的不同是如有需要可以单独藉踏板供给动力，这些踏板的真正使用依动车辆的种类广泛地变化。某些可以在骑乘者选择不踩踏时仅藉该马达推动，这些被称为动力辅助自行车者具有作为主要推动形式的踏板，且该马达被用来给与一些额外的动力，特别是在上坡时。许多机动化自行车系以标准车架设计及技术为基础。

在一并联混合机动化自行车中，人与马达输入系机械地耦合在底托架、前或后轮中，而在一(机械)串联混合自行车中，人力被转换成电力且被直接馈送入该马达并且大部份另外的电力系由一电池供应。

“电力辅助自行车(Pedelec)”是一欧洲用语，其通常指的是一种电动自行车，其包含一转距及/或一速度传感器及/或传送一成比例程度的辅助且只在该骑乘者踩踏时才运转的一电力控制器。

本发明可应用于具有一马达单元及踏板的所有上述形式的自行车，但其中该马达配置成紧靠该链轮总成，最好该马达系与该踏板轴同心地配置使得该踏板轴被收纳在该马达的一中空轴杆内。

应了解的是在以下说明中，该用语“链轮”或“驱动链轮”欲被用来表示可以将一驱动力传送至另一旋转组件的任何旋转组件且包括，但不限于，用以接合驱动链条的有齿链轮，用以接合传动皮带的皮带轮，或用以接合其它齿轮或齿轮组的齿轮。

在以下说明中，将参照作为一踏板驱动装置的一例的一自行车，但应了解的是本发明不限于自行车且以下说明同样适用于如三轮车、脚踏船(踏板船)等其它种类的踏板驱动装置，或应用于被一马达单元驱动的其它装置或器具。

请参阅第1至4图，其中显示的是依据本发明的一马达与链轮总成的一第一实施例。一具有该马达与链轮总成的自行车包含形态为可人力操作踏板10的用以提供一外部提供驱动力的设备及一马达5，该踏板10被固定成与包含用以接受一人力提供驱动力的一踏板轴1的辅助轴杆一起旋转，该马达5具有一用以接受一马达提供驱动力的轴杆4。一第一转矩传送路径系为将该人力提供驱动力传送至包含该踏板驱动装置的一链轮16的一驱动机构而设置，且一第二转矩传送路径系为将该马达提供驱动力传送至该踏板驱动装置的链轮16而设置。一第一单向驱动设备13设置在该第一转矩传送路径中在该踏板轴1与该链轮16的间使得，当该链轮透过该第二转矩传送路径被该马达提供驱动力驱动时。该踏板轴1可以自由转动。

这配置的一优点是不必在该自行车的后轮上提供一自由转动链轮，这是因为除了当该马达驱动操作时使该踏板轴1自由转动以外，该第一单向驱动设备13亦提供这功能。

该第一转矩传送路径包含这些可人力操作踏板10，这些踏板10被固定成与其一起旋转的该踏板轴1，及该第一单向驱动设备13。该第一单向驱动设备13机械地耦合该踏板轴1与该链轮16使得该第一单向驱动设备13将施加于这些踏板10的马达提供驱动力传送至该链轮16，以使该链轮旋转。该第一单向驱动设备13亦容许该踏板轴1在该链轮16被该马达轴杆4驱动时自由转动，该第一单向驱动设备13可包含一自由转动装置，例如一超速轴承或一超速离合器或适用于可透过该单向驱动设备的一输出构件施加驱动力，但是对一输入构件而言当没有透过该第一单向驱动设备13传送驱动力时自由转动的任何装置。

该第二转矩传送路径包含该马达轴杆4及一齿轮机构，该齿轮机构被装在一外壳7中机械地耦合该马达轴杆4与该链轮16。该齿轮机构具有一减速齿轮比且操作将该马达提供驱动力以该减速齿轮比由该马达轴杆4传送至该链轮16，该齿轮机构可包含一具有一行星齿轮20的一行星齿轮机构，该行星齿轮20的旋转轴相对该马达轴杆4的旋转轴偏移一预定量。

这容许使用一高速马达，藉此该齿轮机构施加一适当减速齿轮比至该马达的输出轴以便以一高转距及低速度(当与该马达轴杆旋转速度比较时相对而言)旋转该链轮。

如第1至4图中更清楚地显示，该马达与链轮总成包含：该马达5；被轴承3与6支持的马达转子中空轴杆4；一在该马达5的一端的端盖，即该行星齿轮机构的外壳7；一固定在该行星齿轮机构的外壳7内的内齿轮环8；一固定在该马达5的中空轴杆4四周的偏心轮22；及一设置在该中空轴杆4与该偏心轮22的间以传送转距的平坦键部23。该行星齿轮20藉由一轴承21被嵌合在该偏心轮22的外圆周四周，以便与该偏心轮22一起旋转，且与该内齿轮环8的齿接合。四个圆形孔19设置在该行星齿轮20的一侧表面上，一行星齿轮托承11被一轴承9支持在该外壳7内，且在一面向该行星齿轮20的侧表面上设有四个销17。多数轴衬18设置在这些销17四周且被插入在该行星齿轮20的侧表面上的四个圆形孔19，在该行星齿轮11上被插入这些四个圆形孔19中的四个销17及轴衬18的功能是当该行星齿轮20旋转时将驱动力由该行星齿轮20传送至该行星齿轮托承11。这些孔的直径大于这些销17的直径，以便配合该行星齿轮20相对该马达轴杆4的旋转轴的偏心移动。

为了实现将一马达驱动力由该行星齿轮20传送至该行星齿轮托承11，多数棘齿座被配置在该行星齿轮托承11的一外侧上且多数棘齿15可移动地设置在这些棘齿座上且与固定在该链轮16上的一棘轮12的一内表面接合。该踏板中心轴1自由地设置在该马达5的中空轴杆4中且与该马达轴杆4同轴地安装，该踏板中心轴1分别藉由轴承2与14被支持在该马达的中空轴杆4及该行星齿轮托承11中。这些踏板曲柄10设置在该踏板中心轴1的端部，在该总成的一链轮侧上与该踏板曲柄10连接的是包含固定在该踏板曲柄10上的一单向自由转轮13的第一单向驱动设备。该棘轮12的一侧表面固定在该单向自由转轮13的一凸缘上，且该链轮16固定在该棘轮12的另一侧表面上。

在这实施例的操作中，在踏板驱动时，该踏板曲柄10透过该单向自由转轮13驱动该棘轮12旋转，使得固定在该棘轮12上的链轮16同时旋转，且透过该链轮16的一链条传动(图未示)推动该自行车向前移动。

一包含该棘齿15及该棘轮12的第二单向驱动设备在该第二转矩传送路径中在该马达轴杆4与该链轮16的间使得，当该链轮16透过该第一转矩传送路径被该人力提供驱动力驱动时，不使该马达轴杆4旋转。可移动地设置在该行星齿轮托承11上的棘齿构件15接合该棘轮12的一齿条，这些棘齿构件15具有与其连接的用以弹性偏压该棘齿构件15的自由端由该行星齿轮托承11的一表面向外移动使得该棘齿构件15的自由端接合在该棘轮12的齿条中的一齿的设备(图未示)。

由于该第二单向驱动设备12、15的单向传动功能，藉由该踏板10的该棘轮12的旋转将不会驱动该行星齿轮托承11或该马达轴杆4旋转。在马达驱动时，该马达的中空轴杆4使该行星齿轮机构的偏心轮22旋转，且接着该偏心轮22驱动该行星齿轮20环绕该马达轴旋转。依据该偏心22在旋转时的任何时间的角位置，该行星齿轮20的齿与该内齿轮环18的对应齿接合，以使该行星齿轮20相对该马达轴旋转且这旋转将由该行星齿轮托承11输出。该行星齿轮托承11藉由设置在这些棘齿座上的棘齿15使该棘轮12旋转，且接着该棘轮12使与该棘轮12固定在一起的链轮16旋转，以藉由该链条推动该自行车向前移动。此时，由于该第一单向传动设备，(亦即单向自由转轮13)的单向传动功能，该链轮16的旋转将不会使该踏板曲柄10或该踏板轴1旋转。

在这实施例中，该马达5系同心地配置在该踏板轴1四周使得该踏板轴1被自由地收纳通过该马达轴杆4的中空内孔且使得它们的旋转轴平行且以同轴为佳，即，该踏板轴1及该马达轴杆4共用相同的旋转轴。

这配置导致该马达与该踏板轴与链轮总成的一整齐且紧致的整合。

又，在这实施例中，该行星齿轮20被可旋转地支持在该偏心轮22上，藉此该行星齿轮20被作成随着该偏心轮22旋转而旋转且藉此该行星齿轮20的旋转轴的位置随着该行星齿轮20的旋转相对该马达轴杆4的旋转轴改变，使得该行星齿轮20的旋转轴的变化位置界定一以该马达轴杆1的旋转轴为中心的圆，该圆具有一等于该预定偏移量的半径。该行星齿轮20具有一比该内环齿轮8小的直径，该内环齿轮8具有一与该马达轴杆4的旋转轴一致的中心轴。该行星齿轮20具有比该内环齿轮8少的齿数。

该行星齿轮20环绕该内环齿轮8的内有齿表面旋转使得该行星齿轮20的外有齿表面在任何时间点仅与该内环齿轮8的少数齿啮合。

该行星齿轮机构的行星齿轮托承11将该马达提供驱动力传送至该链轮16且，在这情况下，提供将该马达驱动力机械地传送至该链轮16的一适切且有效的方式。

该行星齿轮机构包括一平衡构件24，该平衡构件24用于平衡由该行星齿轮20相对于该马达轴杆4的旋转轴的偏移所造成的一重量不平衡。该平衡构件24包含一大致半圆形配重构件，该配重构件被配置成与该行星齿轮20一起旋转以便在该行星齿轮旋转时平衡该行星齿轮。

该马达5是藉由被安装在该踏板驱动装置上的一电池组提供电力的一电动马达。

第5图显示依据本发明的马达与链轮总成的一第二实施例。在这实施例的说明中，类似于在第1至4图中所使用的数字被用来表示类似的部件，但是这些部件中的任何差异都会在以下说明。

在这实施例中，该第一单向驱动或传动设备，(即该棘轮12及棘齿15)被省略，使得该行星齿轮机构的行星齿轮托承11'与该链轮16固定地耦合以与其一起旋转。该行星齿轮20及该链轮16系与该第一单向驱动/传动设备的单向自由转轮13(的输出构件)直接且固定地连接。因此，相较于其在第1至4图的第一实施例中的构形，该行星齿轮托承11'经过修改以使它可以与该单向自由转轮13直接且固定地连接。在这实施例中，该行星齿轮托承11'与该自由转轮13的直接耦合使该自行车功能改变。在这实施例中，该马达5可以作为一藉由踩踏或该自行车的向前移动，即，例如该自行车沿一斜坡向下惯性滑行被驱动的一发电装置。

在这实施例的操作中，在踏板驱动时，该踏板曲柄10透过该单向自由转轮13驱动该行星齿轮托承11'及该链轮16同时旋转，且接着透过该链条推动该自行车向前移动。此时，由于该行星齿轮托承11'与该链轮16一起旋转，它驱动该行星齿轮20及该偏心轮22旋转，这接着驱动该马达5的中空轴杆4旋转。在这情况下，如果骑乘者想要增加施加在这些踏板上的负载以便使用该自行车做运动，或想要使用马达作为一煞车以便产生用于灯的电力或将该马达电池组充电，则该骑乘者可控制安装在，例如，该自行车的手把上的一开关以切换一控制器的电路以便将该马达5转变成一发电装置，由其产生的电力可以被一负载利用或用于将一电池充电。在正常骑乘时，该控制器可以被切换至一正常骑乘状态，使得没有另外的负载被施加在踏板上。在马达驱动时，该马达5的中空轴杆4驱动该行星齿轮机构的偏心轮22旋转，这接着驱动该行星齿轮20环绕该马达的轴旋转。因此，转距将由该行星齿轮托承11'输出且驱动该链轮16旋转，并且接着透过该链条传动推动该自行车向前移动。此时，由于该单向自由转轮13的单向传动功能，该链轮的旋转将不会驱动该踏板曲柄10旋转，即该踏板曲柄与该踏板轴可以自由转动。

在这例子中，当向前移动时，该自行车可驱动该马达以便透过传送由该链条传动的动力传送产生电力，然而具有该单向驱动/传动功能的单向自由转轮未设置在该后轮毂上。

第6图显示依据本发明的马达与链轮总成的一第三实施例。在这实施例的说明中，类似于在第1至5图中所使用的数字被用来表示类似的部件，但是这些部件中的任何差异都会在以下说明。

在这实施例中，该行星齿轮机构不包括一配重平衡构件，但包含配置成互相错相半圈的第一与第二相同行星齿轮20、26使得这些第一与第二行星齿轮20、26在旋转时互相平衡。这些第一与第二行星齿轮20、26可定位成在各个内环齿轮内，但较佳地定位成在一共用单一内环齿轮8'内互相错相半圈地旋转。这些第一与第二行星齿轮20、26各可被支持地安装在各个第一与第二偏心轮22、25上。该第二行星齿轮26藉由一轴承28安装在该第二偏心轮25上，这些销17被作成比在其它实施例中更长且延伸穿过在行星齿轮20、26两者中的各组孔19、27。

使用两错相行星齿轮20、26不需要提供一配重平衡构件且提供将马达驱动力比包括一配重平衡构件的前述配置更有效地且安静地传送至该链轮16。

这实施例以类似于第5图所示的第二实施例的方式包括一第二单向驱动设备12、15。但是，将了解的是这实施例的第一第二行星齿轮20、26的所述配置(第6图)可以最小的修改使用在该第一(第1至4图)或第二(第5图)实施例内。此外，除了该(第一)行星齿轮20由该第二行星齿轮26提供的事实以外，这实施例的操作在各方面都与该第二实施例相同。

在本发明的前述实施例中，在该行星齿轮机构的齿轮上的齿系显示为包含其中各齿的边缘是笔直的且对齐平行于该齿轮的旋转轴的正齿轮或直齿齿轮，但是，在较佳实施例中，这些齿轮包含螺旋齿轮。

螺旋齿轮提供一优于正齿轮的改善。这些齿的前缘不是平行于该旋转轴，而是以相对该齿轮的该旋转轴呈一角度地设置。由于该齿轮是弯曲的，这弯角使齿形状为一螺线的一区段。这些弯曲齿接合比正齿轮齿更渐进地接合，使它们更平顺地且安静地运转。就多数平行螺旋齿轮而言，各对齿先以一单一点接触该齿轮的一侧；接着一移动的接触曲线逐渐地增长通过该齿面至一最大值且接着减少直到这些齿在位于相对侧上的一单一点中止接触为止。在正齿轮中，多数齿在其整个宽度范围内突然以一线接触接合，产生应力与噪音。正齿轮在高速时产生一特性嘎嘎声(whine)且无法取得与螺旋齿轮一样多的转距，螺旋齿轮的一缺点是一沿着该齿轮的轴所产生的推力，该推力通常必须藉适当推力轴承调节，但是在本发明中，该马达传动系统中的其它组件产生对抗由啮合螺旋齿轮所产生的沿该齿轮的轴的任何推力的作用且因此推力轴承在某些实施例中不一定是必要的。在所有其它方面，具有螺旋齿轮的行星齿轮机构与先前所述的行星齿轮机构的实施例相同。

第7至9图显示依据本发明的马达与链轮总成的一第四实施例。在这实施例的说明中，类似于在第1至6图中所使用的数字被用来表示类似的部件，但是这些部件中的任何差异都会在以下说明。

在这实施例中，除了该齿轮机构包含一无齿行星齿轮机构以外，组件的配置大致与第三实施例相同。

该无齿行星齿轮机构具有第一与第二无齿行星齿轮30、31，其旋转轴相对该马达轴杆4的旋转轴偏移一预定量。该无齿行星齿轮机构的减速齿轮比系由这些无齿行星齿轮30、31与一单一共用无齿内环齿轮29的各个直径间的一关系界定，这些第一与第二行星齿轮30、31位在该无齿内环齿轮29内以便旋转。这些无齿行星齿轮30、31具有比该无齿内环齿轮29小的直径，这些第一与第二无齿行星齿轮30、31分别可旋转地被支持在这些第一与第二偏心轮22、25上且位在该共用单一无齿内环齿轮29内互相错相半圈以便互相平衡。该第二行星齿轮31藉一轴承28安装在该第二偏心轮25上，这些销17被作成被作成比在其它实施例中更长且延伸穿过在行星齿轮30、31两者中的各组孔19、27。这些第一与第二行星齿轮30、31的外表面接合该无齿内环齿轮29的一内表面，该内环齿轮的内表面及/或这些行星齿轮30、31的外表面可以粗糙化以增加作用在这些接合表面的间在其线接触处的摩擦系数。在这些第一与第二行星齿轮30、31及该无齿内环齿轮29的间的摩擦配合系藉由加热该无齿内环齿轮29及将它收缩配合在这些第一与第二行星齿轮30、31上来达成。

一无齿行星齿轮机构的一优点是安静。缺少齿轮齿及依靠在大致平滑但亦可能经粗糙化的表面的间的接触以进行由该马达至链轮的动力传送导致非常安静的操作及更有效的动力传送，因为没有如同在有齿齿轮机构中会发生的在齿轮齿间的打滑或颤动。

应了解的是这实施例可以被修改以便以一类似于第1至4图所示的第一实施例的方式仅提供一单一无齿行星齿轮。在这种情形中，该无齿行星齿轮机构将包括一平衡构件，该平衡构件用于平衡由该无齿行星齿轮相对于该马达轴杆的旋转轴的偏移所造成的一重量不平衡。

亦可了解的是，虽然这实施例以一类似于第一与第三实施例的方式包括一单向驱动设备12、15，但是可以一类似于该第二实施例的方式修改以便省略该第二单向驱动设备及直接地且固定地耦合该行星齿轮托承11与该第一单向驱动设备13。在这情形中，该行星齿轮托承11可以固定在该第一单向驱动设备13的一输出构件上以便与其一起旋转，藉此施加于这些踏板10的人力提供驱动力经由该第一转矩传送路径透过该无齿行星齿轮机构传送至该马达轴杆4及该链轮16。

第10图显示具有依据任一前述实施例的一马达与链轮总成50的一自行车40。该自行车体可在该中心轴的位置具有一凹部以便收纳该马达及该齿轮机构，该马达与该齿轮机构的总成与该中心踏板轴一起被紧密地收纳在该凹部中。

第11图是用于例如一自行车的一踏板驱动装置的一驱动链轮总成110的分解立体图，该驱动链轮总成110包括用以增加由安装在该踏板驱动装置上的一马达所提供的一驱动力的一控制器或调整器或转矩传感器的多数部份。在以下说明中，将参照作为一踏板驱动装置的一例的一自行车，但应了解的是本发明不限于自行车且以下说明同样适用于如三轮车、脚踏船(踏板船)等其它种类的踏板驱动装置。

请参阅图式，该驱动链轮总成110包含一驱动链轮112，该驱动链轮112接受由一骑自行车者施加于该自行车的踏板的一人力驱动力。该驱动链轮的外周边具有多数齿114，这些齿114接合一链条传动(图未示)以将一驱动力传送至该自行车的一轮子以便使该自行车向前移动。以往，这是后轮。应了解的是在其它踏板驱动装置中，施加于这些踏板的人力驱动可以透过一适当驱动系统传送至某些其它驱动装置以便使该装置移动。例如，在一脚踏船中，该驱动力可被传送至一或多个踏板。此外，在该踏板驱动装置中的驱动链轮可结合一皮带传动而不是一链条。在这情形中，该链轮可以没有齿，而是包含一皮带轮等。或者，该驱动链轮可包含一齿轮，该齿轮配置成与一传动链接合以便将透过该齿轮组施加于这些踏板的人力传送至该装置的一向前移动系统。本发明可应用于例如电动马达或甚至内燃机等任何种类的马达单元及如上所述地应用于马达在该自行车上的任何定位。

如第13图所示，包括曲柄臂118的踏板116以一已知的方式固定地连结在一踏板轴120的各端上，藉此一骑自行车者可人力地驱动这些踏板116使该驱动轴或轴杆120围绕该踏板轴旋转轴122旋转以便对该链轮112提供一驱动力。邻近其中一踏板(当由第13图观看时的右侧踏板)设置的是一轴环124，该轴环124键合在该踏板轴120上以便与其一起固定旋转。该轴环124具有一外螺纹部份124a，该外螺纹部份124a以螺纹接合在一大致环形安装板126的一内螺纹部份126a内侧，由于该安装板126以螺纹固定在该轴环124上，所以它亦被固定成与该踏板轴120一起旋转。配置在该安装板的一周边缘部份或凸缘126b四周的是多数或一组螺栓孔或螺孔128，在其它未显示的实施例中，该安装板126可藉由其它固定设备固定在该轴环124上。例如，安装板126可被键合在该轴环124上以便将它固定在该轴环124上以与其固定旋转。或者，该安装板126可以焊接在该轴环124上。但是，在该安装板126与该轴环124的间提供一螺纹连接提供将该安装板126固定在该轴环124上同时因为这些部件可以轻易地分离以进行维修、替换等，故亦可进行这些部件的后续维修的一已知方式。

设置形态为具有两排132、134同心螺栓孔的一环形板构件130的一第一构件，两排同心螺栓孔的第一内排132设置在该板构件130的一内环形部份或凸缘130a，该内环形部份或凸缘130a朝平行于该踏板轴120的旋转轴的一方向轴向延伸一短距离。这组132的螺栓孔与设置在该安装板126上的该组128的螺栓孔且使该板构件130可以藉螺丝或螺栓以螺栓固定在该安装板126上，如第13图所示。如此，该板构件130被固定地连结在该安装板126上且因此亦被安装成与该踏板轴120一起固定旋转。在其它未显示的实施例中，该板构件130可藉由包括焊接等任何适当设备固定在该安装板126上。但是，藉由利用一组螺栓或螺丝以将该板构件130固定在该安装板126上，因为这些部件可以轻易地分离以进行维修、替换等，所以可进行这些部件的后续维修。在另外的实施例中，该板构件130可以与该安装板126与该轴环124一体形成为一单件式单元，在此情形下，不需要该内排132的固定孔(内排的螺孔)。

该驱动链轮112具有一环形形态，该环形形态具有配置在其一内周边缘四周的多数向内悬伸的花键112a。各花键112a附有各个螺栓孔或螺孔136，该链轮112的花键112a接合在一链轮安装构件138的一后表面中的互补槽孔138a。在该花键112a上的孔136容许该链轮112使用螺栓或螺丝140被固定在该安装构件138上，如第3图最佳地所见。该链轮112被固定连结在该安装构件38上以便与其一起固定旋转，在其它未显示的实施例中，该链轮112可以藉由包括焊接的任何适当设备固定连结在该链轮安装构件138上。但是，藉由使用一组螺栓或螺丝将该链轮112固定连结在该链轮安装构件138上，因为这些部件可以轻易地分离以进行维修、替换等，所以可进行这些部件的后续维修。在另外的实施例中，该链轮安装构件138可以与该链轮112一体形成为一单件式单元。

一固定连结环142系设置成在使用时位于一凹部138b内，该凹部138b在该链轮安装构件138的后表面上。该固定连结环142具有多数在其周边缘部份四周的螺孔或螺栓孔144，这组螺孔或螺栓孔144与在该板构件130上的两组同心螺栓孔的一外组134互补，使得该板构件130与固定连结环142可以透过形成在该链轮安装构件138中的互补长形孔146互相固定连结，如第13图最佳地显示。因此，该固定连结环142及该板构件130夹持该链轮安装构件138且该固定连结环142将该板构件130固持在紧临该链轮安装构件138的一前表面且与该链轮安装构件138松弛地耦合，即以该板构件130及链轮安装构件138非固地互相连结但使得它们朝该链轮112的旋转方向互相相对移动一有限距离的方式松弛地耦合的一位置。在该链轮安装构件138中的互补长形孔146的伸长容许该板构件130及固定连结环142组合相对该链轮安装构件138及该驱动链轮112组合朝该驱动链轮112的旋转方向移动，但是，在该板构件130与该链轮安装构件138的间的可能相对移动量被在该链轮安装构件138中的互补长形孔146限制。

配置在该链轮安装构件的前表面四周的是多数凹部148，各凹部148包含如一弹簧的一第一偏压组件150。较佳地，这些偏压组件150包含压缩弹簧，但是由以下说明可了解的是可使用任何适当偏压设备或组件。这些偏压组件150的功能是当没有人力压力施加在该自行车的踏板116上时将该板构件130相对该链轮安装构件138维持在一第一旋转位置，但是当人力压力施加在该自行车的至少一踏板116，最好是当相对该自行车的向前方向观看时的一前踏板上时容许该板构件130相对该链轮安装构件138朝该踏板轴120的一旋转方向的小程度移动。在各凹部148的一前端，当如第14图所见地朝该链轮112及链轮安装构件138组合的向前旋转方向观看时，设有一大致圆柱形凸起152，该凸起152朝轴向向外延伸超出该链轮安装构件138的前面。该凸起152可与该链轮安装构件138一体地形成或可包含一固定在其凹部148内的分开组件。该凸起152顶抵该偏压组件150的一端，该偏压组件150在这配置中包含一压缩弹簧。如可在第15图中最佳地看见，一组类似凸起154设置在该板构件130的一内表面上的凹部153中，该板构件130的内表面面向链轮安装构件138的前表面。设置在该板构件130上的这些凸起154亦可与其一体地形成或包含在各个凹部153中固定于其上的分开组件，设置在该板构件130上的这些凹部153适用于部份地收纳这些第一偏压组件150。因此，与在该链轮安装构件138中的凹部48对齐的在该板构件130中的凹部153将这些第一偏压组件150收纳于其间。设置在该板构件130上的凸起154系配置成轴向地延伸超出当由第11图观看时的该板构件130的向内表面使得，当该板构件130被安装成与该链轮安装构件138相邻时，设置在该板构件130上的凸起154定位在该链轮安装构件138中的各个凹部148内以便接合这些偏压组件150的相对端，如可在第15图中最佳地看见。类似地，设置在该板构件130上的凸起152延伸进入设置在该板构件130中的各个凹部153。因此，当人力压力朝一向前驱动方向施加在至少一踏板116上时，它使该板构件130与该踏板轴120固定地一起旋转移动。该链轮安装构件138及链轮112并未安装成与该踏板轴120一起固定旋转移动，而是最好透过该偏压组件150接受来自该板构件130的驱动。因此，当压力朝一向前移动方向施加在至少一踏板116上时，该板构件130对抗该偏压组件150的压缩，使该板构件130相对该链轮安装构件138移动且因此亦造成相对该链轮112朝该踏板轴120的向前旋转方向的移动。在该板构件130与该链轮安装构件138的间的相对移动量受限于松弛地收纳用以耦合固定连结环142与该板构件130的螺丝或螺栓的在该链轮安装构件中的长形孔146的长度。

虽然该较佳实施例系说明为具有较佳地呈压缩弹簧形态的多数第一偏压组件150，应了解的是在其它配置中可提供一单一偏压组件。这可包含一在使用时被可旋转地压缩的螺旋弹簧或一在使用时朝该踏板轴120的轴向被压缩的扭力弹簧。亦可了解的是不使用压缩弹簧，可使用利用该(等)偏压组件的伸长以便将该板构件相对该链轮安装构件及链轮维持在其正常第一位置的其它种类的弹簧或偏压组件。

可移动地安装在界定在该链轮安装构件138的后表面中的凹部138b的该链轮安装构件138的一环形壁138c的一外表面四周的是呈一环构件155形态的致动器。该致动器环构件155安装在该链轮安装构件138上以便朝一平行于该踏板轴旋转轴122的轴方向移动，该致动器环构件155安装在该链轮安装构件138上使得它被定位在该链轮112外侧在该链轮安装构件138的背或后侧，如在第12与13图中最佳地看见。该致动器环构件155具有环绕其内表面配置的三个柱155a，这些柱155a被收纳通过在该链轮安装构件138的后表面中的多数互补孔(图未示)。这些柱155a具有适用于收纳一安装螺丝或螺栓160的内螺纹部份，形成在该链轮安装构件138的一前表面中的是多数孔，这些孔与这些互补孔同轴用以收纳最好是压缩弹簧的第二偏压构件158。各第二偏压构件158被定位成使得它环绕该致动器环构件155的各个柱155a的至少一的部份，但其最靠近该致动器环构件155的端部作用在该链轮安装构件138的一内表面上，且该致动器环构件155的环部份被定位在该链轮安装构件138的后侧上。各个螺丝或螺栓160被收纳在该致动器环构件155的各柱155a中，使得各螺丝的头部顶抵其各个第二偏压构件158的一相对端。在这配置中，该致动器环构件155安装在该链轮安装构件138上，使得这些第二偏压构件158偏压该第二偏压构件158至一紧临该链轮安装构件138的后表面的正常位置。在使用时，该致动器环构件155可向外远离其与该离合器构件138的后表面朝一平行于该踏板轴的旋转轴122的轴方向对抗这些第二偏压构件158的偏压移动。

虽然这些第二偏压构件158系说明为包含多数压缩弹簧，可了解的是可使用其它种类的弹簧或偏压组件或甚至仅一个弹簧或偏压组件以便将该致动器环构件155维持在其紧临该链轮安装构件138的后表面的正常位置。

至少一杠杆构件162设置在该链轮安装构件138中用以在该板构件130相对于该链轮安装构件138对抗该(第一)偏压组件150移动时，使该致动器环构件155远离该链轮安装构件138移动。该至少一杠杆构件162包含一中央圆柱形部份，该中央圆柱形部份具有朝各个相反方向由该中央部份向外延伸。该至少一杠杆构件162安装在该链轮安装构件138，使得其第一端部的一表面接合该板构件130且其一第二端部的一表面接合该致动器环构件155。该杠杆构件162较佳地安装在该链轮安装构件138上，使得它围绕一枢轴枢转，该枢轴径向地，即垂直于该踏板轴旋转轴122延伸通过该中央部份。当由该链轮总成110的一前侧观看时，即当在第11或12图中观看时为右侧的该链轮总成110的向前方向侧时，该杠杆构件162的第一与第二端部对着一小于180度的角度。

该链轮安装构件138可具有多数这种与其连接的杠杆构件162。如第11图所示，各杠杆构件162被收纳在一贯通孔164中，该贯通孔164形成在该链轮安装构件138的一外缘部份中。各杠杆构件162被收纳在其各个贯通孔164中，使得其第一端部充分地突出以便接合该板构件内表面且使得其第二端部充分地突出以便接触该致动器环构件向内表面。各杠杆构件162围绕一枢销166枢转，该枢销166位在形成在该链轮安装构件138的一边缘中的一径向延伸孔168中。藉由先使该杠杆构件162以其正常位向存在其贯通孔164中及驱动该枢销166穿过该轴向延伸孔168直到该销166通过一枢转孔，该枢转孔大致在该杠杆构件162中央地形成在其圆柱形中央部份中。在使用时，当该板构件130相对该链轮安装构件138朝一向前旋转方向移动时，该板构件内表面作用在各杠杆构件162的第一端上，使这些杠杆构件旋转。该板构件内表面可具有多数掣子(图未示)，这些掣子由其内表面向外延伸一足以接合各个杠杆构件162的第一端部的端表面的量。当各杠杆构件162旋转时，使其第二端部由该链轮安装构件138的后表面向外延伸至一在其正常位置时更大的程度，使得它推抵该致动器环构件155的内表面。这些杠杆构件162的第二端部使该致动器环构件155对抗这些偏压组件150的偏压，轴向地远离该链轮安装构件138。因此，该第一板构件130相对于该链轮安装构件138(及因此该链轮112)的一小相对旋转位置导致该致动器环构件155的一轴向位移，该轴向位移与该板构件130相对该链轮112朝该链轮的旋转方向的位移成正比。

在该马达单元包含一内燃机的一未显示实施例中，该致动器环构件155可以被配置成作用在调整用以该内燃机的一节流阀缆线的一机构上，藉此该致动器环构件155的移动被转变成该马达节流阀缆线的一成正比移动以便因此增加对马达单元的燃料供应及，因此，增加由该马达单元施加在该自行车的一部份上的驱动力的大小以使该自行车向前移动。该马达驱动力可提供以便协助一骑自行车者以人力地推动该自行车向前或者可以，如果该骑自行车者选择的话，取代该骑自行车者的人力。

在较佳实施例中，如将由以下更佳了解地，该马达包含由被安装在该踏板驱动装置上的一电池组提供电力的一电动马达。

第16与17图在一方面且第18与19图在另一方面显示用以将该致动器环构件155的轴向移动转变成用于如该马达的另一组件的一机械控制输入或一电磁或电信号的其它机构，其系例如，用以调整或增加由该踏板驱动装置的一电动马达所传送的驱动力的大小。

在第16至19图中，该马达170与该踏板轴120同心地安装使得该马达170的一转子部(图未示)与该踏板轴120耦合以便驱动该轴120。如第11图所示，在这配置中必须提供一单向驱动设备或超速轴承190(第11图)，藉此当该马达170操作时来自该马达170的驱动可以被传送至该踏板轴120，但是容许该链轮112超越该单向驱动设备190的速度，其中不操作该马达170且透过这些踏板116以人力提供驱动。该单向驱动设备190具有一有花键外表面，该有花键外表面接合在该链轮安装构件138的一互补形状的内孔。该马达转子驱动轴(图未示)与该单向驱动设备190耦合，藉此该马达转子驱动轴被收纳在该单向驱动设备190的一内孔中。应了解的是当该马达170未围绕该踏板轴120安装，即当该马达170安装成接合，例如，除了该踏板轴或轴杆120以外的自行车的后轮或某其它部份时，第11图的单向驱动设备190不是该链轮总成110的一主要组件。

第16图显示其中包括该单向驱动设备190的第11图的链轮总成110未围绕该踏板轴120安装，且该马达170亦与该踏板轴120同心地安装，藉此该马达的转子构件实现透过该单向驱动设备190将驱动传送至该踏板轴120。

该马达170围绕该踏板轴120安装，使得该踏板轴120通过该马达转子驱动轴(图未示)的一中空内孔。该马达转子驱动轴因此不直接耦合该踏板轴120而是透过该单向驱动设备190与该链轮112耦合，该马达170可以藉由任何适当设备安装或耦合至该链轮安装构件138。

位在该马达170的壳体上的是用以将一实体移动转变成如用于在该自行车上的另一组件的一控制输入的一齿条与小齿轮机构1100。该机构包含一齿条1102及一小齿轮1104，藉此在使用时，该齿条1102接合该环致动器构件155的外表面。因此，该齿条1102被定位成使得即使当该致动器环构件155围绕该踏板轴旋转轴122旋转时，它亦一直与该致动器环构件155接合。该齿条1102在其自由端具有一小轮子1106，其有助于在该齿条1102与该旋转致动器环构件155的间的移动接触。该齿条1102被偏压以占据一正常位置，且在其自由端上的轮子1106抵靠该致动器环构件155的外表面。该齿条1102被安装成直线地移动。

当使该致动器环构件155轴向移动远离该链轮安装构件138时，它顶抵该齿条1102且使该齿条1102对抗该齿条的偏压组件1108直线地移动，该齿条的偏压组件1108较佳地包含一压缩弹簧，但是可使用任何适当的偏压组件。该齿条1102的移动使该小齿轮1104以一齿条及小齿轮总成的一大致已知方式移动。

该小齿轮1104附有一金属或磁条1110，该金属或磁条1110系配置成在该小齿轮1104移动时通过如一霍尔效应传感器的传感器1112，该传感器1112测量该小齿轮1104旋转的量且输出与该小齿轮1104的移动量成正比的一电磁信号。因此这信号包含一电磁信号，该电磁信号与该板构件130相对该链轮安装构件138及因此该链轮总成110的链轮112的相对移动程度成正比。但是，可了解的是可以使用检测该小齿轮1104所产生的移动量及输出用于显示该移动量的另一组件的一控制输入的任何设备。事实上，可了解的是该机构1100不必包含一齿条与小齿轮配置，而是包含检测该致动器环构件155朝一轴方向的移动及用以将被感测的移动转换成显示该致动器环构件155已移动的量的一机械或电及/或电磁信号藉此提供，例如，用于该马达170的一电力控制信号的任何设备。

与该马达170连接的是控制电路(图未示)，该控制电路将由该霍尔效应传感器1112接收的信号且将它转换成一控制输入信号以便与该致动器环构件155的被检测移动量成正比地控制供应至该马达170的电流量。因此，可以使用该致动器环构件移动作为控制该电动马达170以便响应且与一使用者施加至该装置的至少一踏板以使该第一板构件相对于该链轮相对移动的压力的量成正比地将更多动力传送至该踏板驱动装置。

第18图亦显示另一种配置，其中包括该单向驱动设备190的第11图的链轮总成110围绕该踏板轴120安装且该电动马达170亦与该踏板轴120同心地安装，藉此该马达170的转子构件实现将驱动透过该单向驱动设备190传送至该踏板轴120。

在此，该马达170亦围绕该踏板轴120安装，使得该踏板轴通过该马达转子驱动轴(图未示)的一内孔。因此该马达转子驱动轴未与该踏板轴耦合而是透过该单向驱动设备190与该链轮总成110耦合，该马达170可以藉由任何适当设备安装或耦合至该链轮安装构件总成。

位在该马达170的壳体上的是用以将一实体移动转变成一电磁信号的另一种齿条与小齿轮机构1100'。该机构包含一弯曲齿条1102'及一小齿轮1104′，藉此在使用时，该齿条1102′接合该环致动器构件155的外表面。因此，该齿条1102′被定位成使得即使当该致动器环构件155围绕该踏板轴旋转轴旋转时，它亦一直与该致动器环构件155接合。该齿条1102′在其自由端具有一小轮子1106′，其有助于在该齿条1102′与该旋转致动器环构件155的间的移动接触。该齿条1102′被偏压以占据一正常位置，且在其自由端上的轮子1106′抵靠该致动器环构件的外表面。该齿条被安装成围绕一枢接点1114′枢转。

当使该致动器环构件155轴向移动远离该链轮安装构件138时，它顶抵该齿条1102'且使该齿条对抗该齿条的偏压组件1108′枢转，该齿条的偏压组件1108′较佳地包含一扭力弹簧，但是可使用任何适当的偏压组件。

该小齿轮1104'附有一金属或磁条1110'，该金属或磁条1110'系配置成在该小齿轮1104'移动时通过如一霍尔效应传感器的传感器1112'，该传感器1112'测量该小齿轮旋转的量且输出与该小齿轮的移动量成正比的一电磁信号。因此这信号包含一电磁信号，该电磁信号与该板构件130相对该链轮安装构件38及因此该链轮总成110的链轮112的相对移动程度成正比。

与该马达170连接的是控制电路(图未示)，该控制电路将由该霍尔效应传感器1112接收的信号且将它转换成一控制输入信号以便与该致动器环构件的被检测移动量成正比地控制供应至该马达的电流量。

在第16至19图的实施例中，该齿条与小齿轮机构1100、1100'安装在该马达170的壳体上。可了解的是对于在该马达与该踏板轴同心地定位的这些实施例中的该机构而言，这是一方便的位置。这些实施例对于容许用以将该移动位移信号转换成一控制信号的控制电路被加入该马达壳体内或在一安装在该马达的壳体的适当控制器内是有利的。它亦在该霍尔效应传感器与该控制电路被放置成在该装置上互相非常靠近时，对选定电气信号配线通过该霍尔效应传感器与该控制电路的间提供一适切及相当好的解决方法。但是，可了解的是当该马达单元被定位在该自行车的另一部份上时，用以检测该致动器环构件的移动的机构或装置可以安装在该自行车的车架上使得该机构或装置被定位成可检测该环致动器构件的移动。用以连接该移动检测设备与该马达控制电路的适当配线可以被选定通过该自行车的车架。

使用时，一希望得到该马达的好处的使用者可以操作一较佳地设置在该自行车的手把上的开关等以便接通对该马达的供电，但是在某些实施例中没有设置电力开关且该马达单元是在一持续导通模式，但仅在使用者施加足够力量于至少该前踏板时供电使得它使该板构件相对该链轮移动。在这方面，可了解的是该第一偏压组件或设备的负载对于决定欲由一使用者施加在这些踏板上以使电力可被供应至马达且因此协助该使用者朝一向前方向推动该自行车的一力的临界值扮演一重要角色。

该供电较佳地包含一安装在该自行车架上的可再充电电池，若已接通对该马达的供电，则该使用者可以藉由加压在至少该向前踏板上以便因此使该板构件相对该链轮旋转地位移一小量，控制由该供电供应至该马达的电力(电流)的量。由该使用者对抗该链轮总成的偏压设备所施加的压力量决定欲在一可容许范围内供应的电力的量。本发明所教示的新颖配置不需要骑自行车者操作安装在手把上的节流阀控制器，让骑自行车者的手可自由地操作如煞车及齿轮变速机构等安装在手把上的控制器。此外，使用一与这些踏板连接的供电控制设备容许比可透过手致动控制器达成者更直观地控制对该马达的供电。

应了解的是该第一偏压组件或设备的负载可以被选择成使得在例如骑自行车通过一平坦地形的正常骑自行车情况下，正常人力压力将不会造成在该板构件与该链轮安装构件的间的足够位移而造成该致动器构件的轴向移动且因此没有电力被供应至该马达单元。但是，该偏压设备负载可以被选择成使得当一使用者骑自行车通过例如上坡地形的一困难地形时或当该使用者在一般地形上亦试图快速加速时，由该骑自行车者施加在这些踏板上的增大压力(相较于正常稳定骑自行车情况)将使该致动器构件移动且因此使一电力被供应至该马达单元以藉此提供一辅助推进力至该自行车。

在其它实施例中，可了解的是该第一偏压设备负载可以被选择成使得已透过一适当马达电力开关单元接通至该马达单元的电力的一使用者只需要在该前踏板上施加中度压力以便使该致动器构件致动且因此使电力被供应至该马达单元。这在设置这些踏板以使一使用者可协助该马达单元对该自行车供应动力向前移动且因此只偶尔使用这些踏板的实施例中会特别有用。在这种配置中，该通常未使用的踏板作成一方便的马达转矩传感器或马达电力调整控制器。

在上述配置中，依据本发明的经修改链轮总成作为一种转矩传感器，其中由一使用者施加至这些踏板的压力取决于当该自行车被推进时阻止该自行车的力，因此，当阻力增加时，一使用者必须施加更大的压力至这些踏板，使该致动器构件更可能被致动。该致动器构件的致动及其致动的程度可与推动该自行车所需的转距成正比，因此可设想的是依据本发明的经修改链轮总成可以作为用于一电动自行车等的一转矩传感器装置或组件的实施例。

在本发明的任一上述配置中，被供应至该马达单元的电力的控制或调整系取决于一使用者加压在至少该前踏板上的与该马达单元电力值的调整量连动的压力程度。本发明提供一更方便地控制或调整被供应至该马达的电力值的设备且亦提供一更直观地进行调整的设备。这有一部份是因为使用者可以使用后脚(当朝该自行车移动的向前方向观看时)作为对加压在该前踏板上的前脚的一平衡以便调整该马达单元电力值。

第20至24图显示本发明的链轮总成及自行车的另一实施例。在以下说明中，将使用如在第11至19图的说明中使用且在前面加上另外的数字“20”的类似数字来表示类似部件，且说明在这些实施例的间的差异以便阐明。应了解的是，除了另外声明，这实施例的构造及操作与有关第11至19图说明者大致相同且具有至少与已说明者相同的结构及构形的变化。

第20图是用于本发明的这实施例的一驱动链轮总成2010的分解立体图，且第21图及第22图分别是该驱动链轮总成的前视图及侧截面图，但是第22图亦显示该链轮总成与一马达单元2070组合。第23图是依据这实施例的自行车的一后部的侧视图，且第24图是该自行车的后部的俯视图。

发明所属技术领域中具有通常知识者由这实施例的以下说明将了解的是这实施例的新颖特征不是仅限于这实施例，而是可应用于在此所述的其它实施例。此外，其它实施例的新颖特征可应用于本发明的这实施例。

第20图的驱动链轮总成2010与第11图者不同处在于它不包括一构形成如以往在自行车中遭遇一般地与一链传动接合的一有齿链轮，而是包括一皮带传动。一皮带传动轮2012以一类似于该第一实施例(第11图)的链轮的方式安装在该凹部2038上，该皮带轮2012在其内表面上具有多数向内延伸花键2012a，这些花键2012a系定位在设置该链轮安装构件2038的后表面中的多数凹部2038a内。该皮带轮2012固定连结在安装构件2038上以便被固定成与其一起旋转，该皮带轮2012部份地嵌套在该链轮安装构件138的一外圆周表面上，使得它覆盖用以收纳将多数杠杆构件2062可枢转地安装在该链轮安装构件2038上的多数销2066的多数孔2068，因此有效地将这些销2066固定定位。

该皮带轮2012具有多数矩形齿，这些齿在使用时接合设置在一皮带传动构件2047(第23图)的一内表面上的一互补形状有齿部份，该皮带传动构件2047驱动设置在该部份显示的一后轮2057的一轮毂2409上的一较小皮带轮2058。或者，第20至24图的链轮总成操作以便以对于第11至19图所述的方式产生一控制输入，但是该控制输入可如下所说明地用于除了控制该马达2070以外的另一目的。

第22与24图显示该马达2070与该踏板轴2020同心地安装，但可了解的是这不是这实施例的一主要特征。第22图显示第16至19图所显示的一种齿条与小齿轮总成20100、20100′安装在该马达2070的一壳体上，但是，当该马达2070未与该踏板轴2020同心地配置时，例如，该齿条与小齿轮机构20100、20100′可以安装在该自行车的车架上。第24图显示这实施例的自行车具有一齿轮比调整机构2077，该齿轮比调整机构2077将连同本发明的其它实施例更完整地在以下说明。

第25至27图显示依据本发明的一自行车的另一实施例。在以下说明中，将使用如在第11至19图及/或第20至24图的说明中使用且在前面加上另外的数字“30”的类似数字来表示类似部件，且说明在这些实施例的间的差异以便阐明。

第25图是包括一齿轮调整机构3077的这实施例的自行车的一后轮总成的分解立体图，第26图是该自行车的后部的侧视图且第27图是该自行车的该后部的俯视图。

发明所属技术领域中具有通常知识者将由这实施例的以下说明了解这实施例的新颖特征不是仅限于这实施例，而是可应用于在此所述的其它实施例。此外，其它实施例的新颖特征可应用于本发明的这实施例。

取代或外加于一马达单元，该自行车可包括一齿轮调整设备。该齿轮调整设备构件实现由该转换设备接受一控制输入以使该齿轮调整设备进行用于该踏板驱动装置的一齿轮换文件。该齿轮调整设备可以与该自行车的一后轮连接且构形成由该转换设备接受该控制输入以藉此进行施加该后轮的一齿轮比的改变。该齿轮调整设备可包含具有一连续齿轮比的一连续可变传动(CVT)系统，该CVT系统构件实现接受该控制输入且调整该齿轮比一与被该移动检测设备检测的移动成正比的量。该CVT系统可构形成依据该输入控制信号连续改变该齿轮比，较佳地，该CVT系统具有一与其连接的伺服马达，该伺服马达构件实现接受该输入控制信号藉此该伺服马达的操作依据该输入控制信号透过该CVT系统的一控制销进行该齿轮比的一连续可变变化。

这实施例可包括依据第11至19图的第一实施例的一链传动或依据第22至22图的第二实施例的一皮带传动。这实施例可包括一与该踏板轴同心地安装的马达或一安装在该自行车上的另一点的马达以便提供用以推动该自行车向前的驱动力。但是，这实施例可不包括一协助该自行车向前推进的马达，而是可以一已知方式仅藉踏板来供给动力。但是，依据本发明的一自行车的这实施例包括一种已对于第11至19图或第20至24图说明的链轮总成(图未示)，其具有用以检测一第一构件相对于该链轮朝该链轮的一旋转方向的移动的一设备及用以将该被检测的移动转换成一控制输入的一设备。具有这些设备的链轮总成因此可依据如前所述的本发明的任一前述实施例，在这实施例中，表示该第一构件相对该链轮的一移动量的该控制输入连同该齿轮调整机构3077一起使用。

该齿轮调整机构3077安装成与该后轮3057的一轮毂3049连接，其功能是改变施加在由该轮毂3049所接受的驱动与该后轮3057的旋转的间的一齿轮比。该齿轮调整机构3077可包含一已知齿轮变速机构，藉此该齿轮比在不同步骤中改变。较佳地，但是，该齿轮调整机构3077包含一连续或不断可变传动系统(CVT)。一连续可变传动系统(CVT)是可以透过在最大与最小值的间无限数目的有效齿轮比无段地改变的一传动系统，这与仅容许选择少数不同相异齿轮比的其它机械传动系统形成对比。一CVT的挠性容许该驱动轴在一输出速度范围内维持一固定角速度。

该CVT3077可以是任何已知种类的CVT传动系统，但是，为了修改该CVT3077以便使用在依据本发明的自行车中，该CVT3077包括一调整机构3080，该调整机构3080操作以便调整该CVT277的一操作销3078。在使用时，该销3078向内朝向或向外远离该CVT3077的移动使该CVT3077的目前齿轮比改变。该销的操作是一已知方式，但是，在本发明的这实施例中提供的修改是修改该CVT3077以包括该调整机构3080及依据来自该链轮总成的控制输入控制该调整机构3080。

该调整机构3080具有多数组件，包括在其输出轴3083上具有一小齿轮3082的一伺服马达3081。在使用时，该伺服马达小齿轮3082驱动一大齿轮3084，该大齿轮3084透过一调整螺栓与螺帽组合3085调整该销3078相对该CVT277的位置，因此改变该CVT3077的齿轮比。该调整机构的组件被收容在一3086中，与该伺服马达3081连接的控制电路(图未示)接收包含来自该链轮总成的控制输入的一信号作为一输入，该控制输入表示在施加于该自行车的这些踏板中的至少一前踏板的人力压力下该链轮总成的板构件已相对该链轮移动的量。因此，一希望改变齿轮比的骑自行车者可以透过在这些自行车踏板的至少前踏板上施加压力来如此做，藉此这使该板构件与该链轮的间产生相对旋转位移且藉此与该链轮总成连接的齿条与小齿轮机构将该被检测的移动转变成一控制信号。在这实施例中，较佳的是该控制输入包含被用来控制该伺服马达3081的操作的一电或电子控制信号以便因此使该调整机构3080改变该销3078向该CVT3077的内或外的位置。

第28图显示依据本发明的一自行车的另一实施例。在以下说明中，将使用如在第11至19图的说明，第20至24图的说明及/或第25至27图的说明中使用且在前面加上另外的数字“40”的类似数字来表示类似部件，且说明在这些实施例的间的差异以便阐明。

第28图是依据本发明另一方面的一自行车的一后部的部份截面俯视图。依据本发明的一自行车的这实施例可包含一马达单元4070，该马达单元4070如图所示地与踏板轴杆4020同心地安装，但是可了解的是该马达可不与该踏板轴杆同心地安装而是安装在该自行车的另一部份上。此外，这实施例可不包括一马达且可与对于第25至27图所述的实施例相同地使用由该链轮总成4010所提供的控制输入，以便控制设置在该自行车的后轮4057的一轮毂4049中的一CVT4077的齿轮比的调整。

发明所属技术领域中具有通常知识者由这实施例的以下说明将了解的是这实施例的新颖特征不是仅限于这实施例，而是可应用于在此所述的其它实施例。此外，其它实施例的新颖特征可应用于本发明的这实施例。

依据本发明的一自行车的这实施例与其它实施例不同处在于该链轮包含一前齿轮链轮4012，该前齿轮链轮4012具有一环绕其圆周的斜齿轮部份，该斜齿轮部份接合一第一斜齿轮4090，该第一斜齿轮4090设置在一驱动杆4091的一第一端上。一互补第二斜齿轮4092设置在该驱动杆4091的一第二相对端上且这第二斜齿轮4092再接合一后斜齿轮4093，该后斜齿轮4093安装在该自行车的后轮4057的轮毂4049上。该驱动杆被轴承4097、4097′可旋转地支持，该驱动杆4091与第一与第二斜齿轮4090、4093可以被收纳在一后壳体4099中，该后壳体4099形成该自行车的一部份，即，形成该后轮4057可旋转地安装于其上的两向后撑杆中的一撑杆。在使用时，施加至该链轮总成4010的前齿轮链轮4012的驱动透过这些第一与第二斜齿轮4090、4092、该驱动杆4091及该后斜齿轮4093传送至一CVT4077，该CVT4077设置在该后轮的轮毂4049中。依此方式，依据本发明的这实施例的自行车不使用一链或皮带传动，而是使用一齿轮及驱动杆组合将驱动力由该前齿轮链轮4012传送至该自行车的后轮4057。

除了上述差异以外，在这实施例与本发明的其它实施例的间的另一差异是用以检测该链轮总成4010的一第一板构件4030相对于该前齿轮链轮4012的移动的设备包括一致动器环构件4055，该致动器环构件4055被安装成邻近该板构件4030的一前面。该致动器环构件4055具有一倒角边缘部份，该倒角边缘部份接合一杠杆构件4094以便将该致动器环构件4055远离该板构件4030的轴向移动传送至第16至19图中所示的种类的一齿条与小齿轮机构40100、40100′。在这实施例中，如同在其它实施例中一般，该板构件4030构件实现当由一骑自行车者施加人力压力至这些踏板4016的至少一前踏板时，在某些情况下具有相对于该前齿轮链轮4012一有限量的旋转位移。一般而言，除了上述结构上的差异以外，这实施例的链轮总成4010以与第11至19图的链轮总成大部份相同的方式工作。此外，这实施例的CVT4077以与对于第25至27图所述的CVT3077大致相同的方式工作。

第29至35图显示依据本发明的一自行车的另一实施例。在以下说明中，将使用如在第11至19图的说明、第20至24图的说明、第25至27图的说明及/或第28图的说明中使用且在前面加上另外的数字“50”的类似数字来表示类似部件，且说明在这些实施例的间的差异以便阐明。

第29图显示依据本发明另一实施例的一驱动链轮总成的分解立体图，第30图是第29图的链轮总成的前视图而第31图是沿第29图的线B-B所截取的侧截面图且第32图是沿第29图的线C-C所截取的侧截面图。第33图是第29图的链轮总成的后视图而第33图是沿第33图的线D-D所截取的侧截面图且第35图是沿第33图的线E-E所截取的侧截面图。

发明所属技术领域中具有通常知识者由这实施例的以下说明将了解的是这实施例的新颖特征不是仅限于这实施例，而是可应用于在此所述的其它实施例。此外，其它实施例的新颖特征可应用于本发明的这实施例。

这实施例的链轮总成5010包含第一与第二链轮5012、5012'，该第一链轮5012固定在链轮安装构件5038上且，在使用时，驱动一链传动以便将驱动力由该第一链轮5012传送至该自行车的后轮。这实施例的第一链轮5012与第11至19图的实施例的链轮相反地不包括多数向内悬伸的花键且这实施例的链轮安装构件5038没有一凹陷后表面，但是，该链轮5012固定在该链轮安装构件5038上以便以与第11至19图的实施例的链轮与链轮安装构件类似的方式与其一起旋转且因此以大部份相同的方式作用。

该第二驱动链轮5012′亦固定在该链轮安装构件5038上以便与其一起旋转，但是在与该第一链轮5012的侧相反的侧上，如可在第31与33图中最佳地看见。该第二链轮5012′配置成由一第二链传动(图未示)接受驱动，该第二链传动被该马达单元(图未示)驱动，该马达单元在这实施例中未与该踏板轴轴同心地安装，而是安装在该自行车的车架的另一部份上。因此，这实施例具有两链传动：一用以将驱动力由该马达单元传送至该第二链轮5012′的第二链传动；及用以将驱动力由该第一链轮5012传送至该自行车的后轮的第一链传动，其中该驱动力系由人力地操作这些踏板的一使用者及/或透过该第二链传动由该马达单元提供。

该链轮总成5010包括对于第11至19图的实施例所述的种类的一致动器环构件5055。

在这实施例中，如同在其它实施例中一般，该第一板构件5030构件实现具有相对于该前齿轮链轮5012链轮安装构件5038一有限量的旋转位移及用以检测这移动的设备且用以将该被检测的移动以一类似于其它实施例的方式转换成一控制输入的齿条与小齿轮设备50100、50100′，如第29至35图可见。该移动检测设备的杠杆5062使用多数托架5088安装在该链轮安装构件5038上。

第36图显示具有一链轮总成10的一自行车500，该链轮总成10具有用以依据本发明的任何实施例检测该板构件30相对于该链轮12的相对移动的相关设备100、100'及具有用以协助一骑自行车者提供该自行车向前移动的动力的一相关供电的一马达。藉由在第12图中的虚线，显示马达的多数可能位置的某些位置。例如，该马达70可以安装成接合在前或后轮上的其中一轮胎或轮缘。另一方面，该马达可以安装成使得它与一驱动链轮或该后轮的一轴或该前轮的一轴耦合。或者，它可以与某些较佳实施例有关的在此揭露的新颖方式安装藉此该马达转子与该踏板轴20同心地安装或定位成远离该踏板轴且藉一第二链传动或皮带与一第二链轮连接。

第37至40图显示依据本发明的一自行车的另一实施例。在以下说明中，将使用如在第11至19图的说明、第20至24图的说明、第25至27图的说明、第28图的说明、第29至35图的说明及/或第36图的说明中使用且在前面加上另外的数字“70”的类似数字来表示类似部件，且说明在这些实施例的间的差异以便阐明。

这实施例大致有关于用以将一环致动器构件或推板的移动转换成用于如一马达或齿轮换文件机构的踏板驱动装置的一组件的一控制信号的无接触设备。因此发明所属技术领域中具有通常知识者由这实施例的以下说明可了解的是这实施例的新颖特征不是仅限于这实施例，而是可应用于在此所述的其它实施例。此外，其它实施例的新颖特征可应用于本发明的这实施例。

第37图是依据本发明的另一实施例的一驱动链轮总成的沿第38图的线B-B截取的一侧截面图，第38图是第37图的链轮总成的前视图。第39图是第37与38图的链轮总成的板构件及链轮安装构件的放大部份截面图，第40图是第37至39图的驱动链轮总成的分解立体图。

这实施例的链轮总成7010包含第一与第二轴环70120、70120'，该轴环70120固定在链轮安装构件7038上且，在使用时，驱动一链传动(图未示)以便将驱动力由该第一链轮7012传送至，例如，在一配置中，该自行车的一后轮，但是应了解的是该踏板驱动装置可包含自行车以外的装置。这实施例的第一链轮7012可与第11至19图的实施例的链轮相同地包括多数向内悬伸的花键7012a，但是这些向内悬伸的花键7012a并未向内延伸与在第11至19图的实施例的链轮一样地远。该链轮7012固定在该链轮安装构件7038上以便以与第11至19图的实施例及其它实施例的链轮与链轮安装构件类似的方式与其一起旋转且因此以一类似方式作用。

该第二驱动链轮7012′亦固定在该链轮安装构件7038上以便与其一起旋转，但是在与该第一链轮7012的侧相反的侧上，如可在第37图中最佳地看见。该第二链轮7012′配置成由一第二链传动(图未示)接受驱动，该第二链传动被该马达单元(图未示)驱动，该马达单元在这实施例中，与其它其它的某些实施例相反地，未与该踏板轴轴同心地安装，而是安装在该自行车的车架的另一部份上。因此，这实施例具有两链传动：一用以将驱动力由该马达单元传送至该第二链轮7012′的第二链传动；及用以将驱动力由该第一链轮7012传送至该自行车的后轮的第一链传动，其中该驱动力系由人力地操作这些踏板的一使用者及/或透过该第二链传动由该马达单元提供。

该链轮总成7010包括类似于但不完全相同的对于第11至19图的实施例所述的种类的一致动器环构件或推板5055。在这实施例中的一例外是该致动器环构件7055构件实现如以下将更详细说明地以一相对于用以将该第一板构件7030的一被检测移动转换成一控制输入的设备无接触的方式动作。

在这实施例中，如同在其它实施例中一般，该第一板构件7030构件实现具有相对于该前齿轮链轮7012链轮安装构件7038一有限量的旋转位移及用以检测这移动的设备7062且设有用以将该被检测的移动转换成一控制输入的设备70110、70120、70112。该移动检测设备的杠杆7062使用多数托架7088及多数枢销7066安装在该链轮安装构件7038上。

如在其它实施例中一般，当一使用者施加人力压力于这些踏板的至少一前踏板时，使该第一板构件7030相对于该链轮7012的链轮安装构件7038旋转地位移由这些偏压组件7050控制的一量。这旋转位移使这些杠杆7062由其正常位置枢转使得，如第39图中最佳地看见，这些杠杆7062的远程接合该致动器环构件或推板7055且使它轴向地远离该链轮7012链轮安装构件7038。用以转换该推板7055的该被检测轴向移动的设备70110、70120、70112包含一无接触设备，即，与该致动器环构件/推板实体地接合该转换设备的一部份的本发明的其它实施例相反地，该推板7055未实体地接触这些设备70110、70120、70112。在这实施例中，这些设备70110、70120、70112包含一安装在该推板7055上的磁化组件70110及安装在一轴环70120上的如一霍尔效应传感器的一传感器70112，藉此该致动器构件7055在该轴向方向上的移动使该磁化组件70110相对于该传感器70112移动。该传感器70112藉由在一凹部中的一板安装，该凹部形成在该轴环70120的一周边表面上。可以有超过一个的传感器，但是在显示这实施例的图中只显示一传感器。该轴环70120被固定连结在该链轮总成后方在一相对该轴7020的一固定轴向位置处。该磁化组件可被安装在该致动器环构件7055的一轴环部份7055a上，该磁化组件70110可被配置在该推板7055上使得，当该推板轴向远离该链轮安装构件7038移动时，该磁化或磁性组件朝该传感器70112移动。该磁化组件70110可包含一环状磁性组件或它可包含多数安装在该推板7055上的个别的，但是分开的磁性组件。该磁性组件70110相对于该传感器的移动使该传感器的磁场变化，这磁场变化可被转换成用于如该踏板驱动装置的马达或齿轮换文件装置的另一组作的一控制输入信号。

这实施例与在此所述的其它实施例的另一差异是在链轮安装构件7038后方提供一保护盖70123，该保护盖70123的功能是防止水、脏污及/或其它污染物进入该链轮总成7010中且，更特别地，到达包含该推板7055、移动检测设备7062及用以将一被检测信号转换成用于该踏板驱动装置的另一组件的一控制输入的链轮总成的侧。

这实施例具有多数优点，这些优点系由具有用以将一环致动器构件或推板的移动转换成用于该踏板驱动装置的一组件的一控制输入信号的一非接触设备产生。一优点是用于实施该转换设备的部件数目可以减，另一优点是透过避免在该推板与该转换设备的任何部件的间的任何接触来减少磨损。再一优点是非接触转换设备可以作成比在该推板与该转换设备的一份的间需要实体接触的其它实施例更灵敏。

在这与其它实施例中，当没有人力压力施加于该踏板驱动装置的踏板7018的至少一前踏板时相对该第一板构件7030偏压该链轮安装构件7038在其第一位置的这些多数偏压组件7050可以被配置成使得当人力压力施加于这些踏板7018的一前踏板时，至少一偏压组件7050构件实现在其它偏压组件的前先被接合。因此，这些偏压组件7050的至少一者控制该第一板构件7030相对于该链轮安装构件7038的移动为该第一板构件7030相对该链轮安装构件7038的一第一可能移动部份。这些偏压组件7050可包含第一组偏压组件及第二组偏压组件，其中该第一组偏压组件构件实现当该人力压力施加于这些踏板的一前踏板时在该第二组偏压组件的前被接合。该第一组偏压组件因此控制该第一板构件7030相对于该链轮安装构件7038的移动为该第一板构件7030相对该链轮安装构件7038的一第一可能移动部份。该第一组偏压组件，即，弹簧7050可以是包含该第二组偏压组件者的较长且较软的弹簧。这配置的一优点是该链轮总成对一使用者施加人力压力至这些踏板7018用以进行该第一板构件7030相对于该链轮安装构件7038的可能旋转调整的一初始部份比用以进行该第一板构件7030相对于该链轮安装构件7038的可能旋转调整的一后续部份更为灵敏。此外，该偏压组件7050可配置成三或多组偏压组件，各组系比前一组更短且更硬(较高弹性模数)，因此该链轮总成对在这些踏板上的使用者压力的灵敏度变成随着由一使用者所施加的人力压力增加逐渐地较不敏感。

第41与42图显示依据本发明的一马达与链轮总成的另一实施例。这实施例是来自第11至19图、第20至24图、第25至27图、第28图、第29至35图、第36图及第37至40图标的某些实施例的组件及某些新特征的组合。发明所属技术领域中具有通常知识者可了解的是这实施例的新颖特征可在本发明的其它已说明实施例中适当修改的情形下使用。

请参阅第41与42图，所显示的是依据本发明的一马达与驱动机构总成。具有该马达与驱动机构总成的如一自行车的一装置可包含形式为可人力操作踏板8010的用以施加一外部提供驱动力至该马达的一辅助轴杆8032的设备，该辅助轴杆8032包含，例如，该自行车的一踏板轴。这些踏板8010被固定成与该踏板轴8032一起旋转以便接受一人力提供驱动力。该马达具有一用以接受一人力提供驱动力的马达轴杆8035，一第一转矩传送路径被用来将该人力提供驱动力传送至包含该踏板驱动装置的一链轮8042的一驱动机构且一第二转矩传送路径被用来将该马达提供驱动力传送至该踏板驱动装置的链轮8042。一第一单向驱动设备8050设置在该第一转矩传送路径在该踏板轴8042与该链轮8042的间使得，当该链轮透过该第二转矩传送路径被该马达提供驱动力驱动，该踏板轴可以自由转动。

这配置的一优点是不必在该自行车的后轮上提供一自由转动链轮，这是因为除了当该马达驱动操作时使该踏板轴1自由转动以外，该第一单向驱动设备8050亦提供这功能。

该第一转矩传送路径至少包含用以提供一外部驱动力的设备，即这些可人力操作踏板8010；该辅助轴杆8032，即这些踏板8010被固定成与其一起旋转的该踏板轴；及该第一单向驱动设备8050。该第一单向驱动设备8050机械地耦合该踏板轴8032与该链轮8042使得该第一单向驱动设备8050将施加于这些踏板8010的马达提供驱动力传送至该链轮8042，以使该链轮旋转。该第一单向驱动设备8050亦容许该踏板轴在该链轮被该马达轴杆8035驱动时自由转动，该第一单向驱动设备可包含一自由转动装置，例如一超速轴承8050或一超速离合器或适用于可透过该单向驱动设备的一输出构件施加驱动力，但是对一输入构件而言当没有透过该第一单向驱动设备传送驱动力时自由转动的任何装置。

该第二转矩传送路径至少包含该马达轴杆8035，被装在该马达的一外壳8038中机械地耦合该马达轴杆8035与该链轮8042的一齿轮机构，及在该齿轮机构与该链轮的间的一第二单向驱动设备8055。该齿轮机构具有一减速齿轮比且操作将该马达提供驱动力以该减速齿轮比由该马达轴杆传送至该驱动机构，即该链轮。该齿轮机构可包含一具有一行星齿轮8040的一行星齿轮机构，该行星齿轮8040的旋转轴相对该马达轴杆的旋转轴偏移一预定量。该第二单向驱动设备8055系配置成使得当该链轮8042被在该踏板轴8032上的外部提供驱动力驱动时，该第二单向驱动设备8055使该马达轴杆保持不动，即不被该人力施加驱动力驱动。该第二单向驱动设备可包含一自由转动装置，例如一超速轴承或一超速离合器或适用于可透过该单向驱动设备的一输出构件施加驱动力，但是对一输入构件而言当没有透过该第二单向驱动设备传送驱动力时自由转动的任何装置。

这容许使用一高速马达，藉此该齿轮机构施加一适当减速齿轮比至该马达的输出轴以便以一高转距及低速度(当与该马达轴杆旋转速度比较时相对而言)旋转该链轮。

如第41与42图中更清楚地显示，该马达与链轮总成包含：该马达；被轴承8063支持的马达转子中空轴杆8035；一在该马达的一端的端盖8071，即该行星齿轮机构的外壳8038；一固定在该行星齿轮机构的外壳8038内的内齿轮环8034；一固定在该马达的中空轴杆8035四周的偏心轮8037；及一设置在该中空轴杆8035与该偏心轮8037的间以由该轴杆8035传送转距至该偏心轮8037的平坦键部。该行星齿轮8040藉由一对轴承8039被嵌合在该偏心轮8037的外圆周四周，以便与该偏心轮一起旋转，且与该内齿轮环8034的齿接合，但是在某些实施例中仅使用一轴承。一行星齿轮托承8058藉由一轴承8051被支持在该外壳8038内，一浮动耦合凸缘8059被定位在该行星齿轮8040与该行星齿轮托承8058的间。该行星齿轮具有径向地延伸靠近其圆周的至少两长形孔8060，该行星齿轮托承8058具有形成在其相圆周的相对边缘的两长形向内悬伸开口端槽孔8049，其中该行星齿轮托承11的长形槽孔8049系与该行星齿轮的孔8060角度地分开大约90度。该浮动耦合凸缘8059在其相对面上具有成对的滑块8061，其中在该凸缘的一面上的第一对滑块与形成在该凸缘的相对侧面上的第二对块体角度地分开90度。这些第一对滑块构件实现可滑动地定位在该行星齿轮中的长形孔内，而这些第二对滑块构件实现被定位在该行星齿轮托承的槽孔内。在该凸缘耦合器8059中与在该行星齿轮中的孔及在该行星齿轮托承中的槽孔一致的两对滑块的功能是配合该行星齿轮相对于该马达轴杆的旋转轴的偏心移动及实现将一马达驱动力由该行星齿轮传送至该行星齿轮托承且因此至该链传动8042。为了实现将一马达驱动力由该行星齿轮传送至该行星齿轮托承11，该行星齿轮托承透过该第二单向驱动设备耦合以便与该链轮/链传动8042一起旋转。

该踏板中心轴8032自由地设置在该马达的中空轴杆8035中且与该马达轴杆同轴地安装，该踏板中心轴藉由轴承被支持在该马达的中空轴杆及该行星齿轮托承中。这些踏板曲柄8010设置在该踏板中心轴8032的端部，在该总成的一链轮侧上与该踏板曲柄8010连接的是包含固定在该踏板轴8032上的一单向自由转轮8050的第一单向驱动设备。

如第41与42图中所见，一转矩传感器机构的结构构件被配置在该马达的外壳右侧且被设计成控制该电动马达的一工作状态的控制器被配置在该马达的左端盖中。

该转矩传感器包含一形态为一驱动盘8045的第一环形板型构件及一形态为一被驱动盘8044的链滑轮或链轮安装构件，一链滑轮或驱动链轮8042藉螺栓或螺丝固定在该被驱动盘8044的外缘上。一护链装置8043被配置在一与该链滑轮8042相邻的外侧上，以便防止骑自行车者碰触该运转中的链滑轮及链条。形态为压缩弹簧8056的偏压组件被配置成与圆周正切在该驱动盘8045与该被驱动盘8044的间，该驱动盘8045被固定在该第二单向驱动设备的一外环上，该外环可包含，例如，一单向轴承。该单向轴承的一内环固定在该轴中心轴杆8032上，形态为排档杆8047的多数杠杆构件被配置在该驱动盘8045的一内盘面上。这些排档杆8047被嵌套在各个轴杆销8048上且可围绕其固定在该驱动盘8045的内盘面上的轴杆销8048旋转，各个凸块或销8046被配置在该被驱动盘8044与该驱动盘8045的间的一耦合面上，对应于这些排档杆8047，使得当该驱动盘8045移动且产生一相对该被驱动盘8044的角位移时，这些凸块8046将驱动这些排文件杆8047围绕这些轴杆销8048旋转。一推盘8054被配置在该驱动盘8045的一凹孔中且嵌套在该轴杆8032上，一推盘销8052安装成靠近该推盘8054的一中心孔。一第一槽孔8053被配置在该轴杆8032上且对应于该推盘销8052，使得该推盘销8052通过该第一槽孔8053且可在该排档杆8047的驱动作用下朝相同的轴向方向与该推盘8052一起移动。

一已说明的浮动耦合凸缘8059被配置在该行星齿轮8040与该行星齿轮托承或输出凸缘8058的间，形成在该行星齿轮的圆周附近的两相对孔包含配置在该行星齿轮8040的一盘面上的两大致矩形贯通孔8060。在该行星齿轮托承或输出凸缘上的两开口端槽孔包含配置在该输出凸缘8058的一盘面上的两大致矩形贯通孔8049，两凸起矩形滑块8061被配置在该耦合凸缘8059的各盘面上以在它们的间一90度的夹角围绕该凸缘的圆周。这些矩形滑块8061分别被插入在该行星齿轮8040上的两矩形贯通孔8060及在该输出凸缘8058上的两矩形贯通孔8049，藉此该行星齿轮8040的动力可以被传送至该输出凸缘8058。该第二单向驱动设备系透过一螺纹连接而固定在该输出凸缘8058上，一单向飞轮8055作为该第二单向驱动设备，其外缘藉由螺栓8057被固定在该被驱动盘8044上。该输出凸缘8058的外缘藉一轴承8041被支持在该马达外壳8038中，且另一个轴承8051配置在该输出凸缘8058的一内孔中以支持该轴杆8032。

该踏板轴8032具有一中央贯通孔8064，在该第一槽孔的一相对侧上亦有一第二槽孔8072。一磁环8070配置在该轴杆8032上对应于该第二槽孔8072且可沿着该轴杆8032轴向滑动，一磁环销8074被径向地插入该磁环8070中。一推杆8065以一可移动的方式被放在该轴杆8032的中心孔8064中，该推杆64的一端抵靠该推盘销8052且该推杆8064的另一端接合该磁环销8074。该推杆8065被设计成将该推盘8054的轴向移动传送至该磁环8070，使得该磁环8070可以朝一轴向方向沿着该轴杆与该推杆8054同步地移动。一回动弹簧8073被配置在该中心轴杆8032的中心孔64中，以便保持在该磁环8070上的磁环销8074抵靠该推杆8065且因此透过该推盘销8052保持该推盘抵靠该排档杆8047。一磁盘8066配置成与该磁环8070相邻且固定在该中心轴杆8032上并且可以与该中心轴杆8032同步地旋转。

一端盖8071被配置在该马达外壳的左端上，多数适当电子组件组件安装于其上用于该控制器的一电路板被固定在该端盖8071的内侧上。此外，一检测在该踏板曲柄8010上的踏板压力的第一霍尔组件8069及一检测在该踏板曲柄10的旋转角度的第二霍尔组件8068安装在该电路板8067上。

在操作时，当该骑自行车者开始藉由交替地推动这些踏板来骑乘该自行车时，该踏板压力透过该曲柄8010使该轴杆8032旋转。包含该单向轴承的第一单向驱动设备8050驱动该驱动盘8045与其同步地旋转，该驱动盘8045压缩该压缩弹簧8056以便驱动该被驱动盘8044与它一起旋转。因此，固定在该被驱动盘8044上的链滑轮8042

可透过该链条驱动该踏板驱动装置，例如自行车向前移动。在此同时，由该骑自行车者施加在该驱动盘8045上的旋转转距压缩该压缩弹簧8056以超越该自行车遭受的移动阻力，且因此在该驱动盘8045与该被驱动盘8044的间产生一角位移。在该被驱动盘8044上的凸块8046接着接触在该驱动盘8045上的排档杆8047且驱动这些排文件杆8047围绕其轴杆销8048旋转，使得这些排档杆8047的端部推动该推盘8054以便况着该轴杆产生其轴向移动。该推盘8054的轴向移动透过该推盘销8052、推杆8065及磁环销8074驱动该磁环8070，以便产生沿该轴杆的轴向移动。此时，与该电路板8067连接的第一霍尔组件8069检测由于该磁环8070的移动所产生的磁力变化且提供一变化信号至该控制电路。依据被该第一霍尔组件8069所检测的磁环8070的移动，该控制电路开始供应电力至该电动马达8036以使该电动马达8036旋转。来自该电动马达8036的输出转距与由该骑自行车者施加在这些踏板上的转距结合以便形成用于该自行车的驱动力，该结合的驱动力透过该链条藉该链滑轮8042传送至该自行车的后轮。

该控制电路可以依据由该第一霍尔组件8069所检测的磁环8070的移动量调整供应至该电动马达8036的电流，因此，来自该电动马达8036的输出转距与由该骑自行车者施加在这些踏板上的转距大小成正比。

当由该骑自行车者施加在这些踏板上的转距减少至不足以压缩这些压缩弹簧8056的值时，该控制电路将切断供应至该电气接触的电力。为了避免当该骑自行车者藉由以左与右脚交替地加压这些踏板时该电动马达的重复切换接通/断路(ON/OFF)的现象，一被设计成检测该轴杆8032的旋转的组件被配置在该控制电路上。一磁盘8066被设置在与该磁环8070相邻的一侧且相对该轴杆8032被固定以便与其一起旋转，在这情况下，即，这些压缩弹簧8056未被压缩同时该轴杆8032仍在旋转，在该电路板8067上的第二霍尔组件8068检测在该磁盘8066上的磁性组件的旋转且提供一信号至该控制电路，使得该控制电路将继续供应电力至该电气接触数秒钟以避免该供电的经常切换ON/OFF，藉此防止骑自行车者不便地经历来自该电动马达的间歇动力增大。这连续供电的特征在爬坡时特别有利。该磁盘8066及霍尔传感器8068亦可透过决定该磁盘8066旋转得多快来为该装置提供一速度信号。

配置在该行星齿轮8040与该输出凸缘8058的间的耦合凸缘8059形成包含一滑块-被驱动轴杆耦合器的一三部份组件组，当该行星齿轮8040被该电动马达的中空马达轴杆8035驱动时，在该耦合凸缘8059一侧的滑块8061被在该行星齿轮8040的盘面上的矩形槽孔8060驱动且因此该耦合凸缘8059与该行星齿轮8040一起旋转。另一方面，在该耦合凸缘8059的另一侧，滑块8061则插入在该输出凸缘8058的盘面上的矩形槽孔中，使该输出凸缘8058与其一起旋转。由于该输出凸缘8058被该轴承8041支持在该外壳8038中且该行星齿轮8040被轴承8039支持在安装在该电动马达的中空轴杆8035上的偏心轮8037上，所以该行星齿轮8040依据由该偏心轮8037所提供的偏移旋转以便接合该内齿轮环8034。该耦合凸缘8059透过不同轴线连接该行星齿轮8040与输出凸缘8058且因为在该耦合凸缘8059的两侧的滑块8061可以在该行星齿轮8040上的矩形槽孔8060中及在输出凸缘8058上的矩形槽孔8049中滑动，所以在该行星齿轮8040与输出凸缘8058的间传送输出动力。一平衡组件8062可以被配置成与该行星齿轮8040相邻以便平衡由该行星齿轮8040的偏心旋转所产生的离心力，在其它实施例中，平衡可藉由一配置成与该(第一)行星齿轮旋转相位相差180度的第二行星齿轮达成。

与该转矩传感器及控制器配置在该马达与链轮总成外侧的实施例相反地，将这些移入该总成的外壳使得整个总成构成为一整体总成是有利的。此外，原本暴露在该总成外侧的组件此时被该总成的外壳保护，因此避免任何沙、灰尘或雨水的侵入。另外，配线的暴露等减少且经由磨损或磨擦所造成的损害可以减少或避免。

与其它实施例相反地，在该行星齿轮与输出凸缘耦合器的间的原本销/套筒动力传动结构改变成一滑块型轴杆耦合动力传动结构。因此，该结构可以传送较高转距且更稳定且可靠地工作。

另一改良显示在第42图中，在这改良中，用以收纳压缩弹簧的弹簧槽孔8081系配置在该驱动盘8045与被驱动盘8044的耦合面上。压缩弹簧8056及短压缩弹簧8056'被配置在各个弹簧槽孔8081中，该短弹簧8056′的长度比在该驱动盘8045与该被驱动盘44耦合后形成的正常弹簧槽孔8081的长度短。因此，在初始状态中，这些短弹簧8056'系在一自由状态(即未被压缩)，且产生以下工作状况：当该骑自行车者开始以踏板骑车时，该驱动盘8045首先仅压缩这些正常压缩弹簧8056，使该电动马达透过该转矩传感器及该控制器启动；当该骑自行车者增加该踏板压力时，在该驱动盘8045与该被驱动盘8044的间的相对角位置再增加，且该驱动盘8045开始接触且亦压缩这些短压缩弹簧8056′；此时，该压缩弹簧8056与短弹簧8056′两者均被压缩，且该控制电路依据当在该驱动盘8045与该被驱动盘8044的间的相对角位移增加时来自该转矩传感器的信号增加对该电动马达的电力输出。

在这改良中，这些正常弹簧8056与这些短弹簧8056′可以依需要组合地被选择成具有特定长度、刚性、及数目，以达成该马达所需的动力增大效应。

所得到的装置的动力增大效能可以如下地被增进：当该装置在一水平道路上行驶时，即使由该骑自行车者施加在这些踏板上的压力不高，亦可以获得适当的推进力，因为行驶阻力开始时为低；当爬坡或在重负载下开始时，必须在这些踏板上施加较高压力，此时，该电动马达可以被控制以便提供较高输出，使得该骑自行车者可以获得足够的推进力。

如第43图所示，固定在该被驱动盘8044上的链滑轮8042及护链装置8043可以一皮带轮8033取代，使得驱动该装置的该链可以一皮带取代以减少该装置的重量且在该装置操作/动作时减少噪音。

如第44与45图所示，由配置在该行星齿轮8040与该输出凸缘8058的间的耦合凸缘8059构成的包含该滑块-被驱动轴杆耦合器的该三部份组件组可被一耦合凸缘8059'取代，该耦合凸缘8059′具有配置其圆周四周的四个槽孔8078′。该行星齿轮8040'不再具有用以收纳滑块的孔，但取而代的的是具有一对相对销8075′，滑块8077′安装在该对相对销8075'上，在使用时，这些滑块8077′可滑动地定位在该耦合凸缘8059′中的各个槽孔8078′中。类似地，该输出凸缘亦具有一对相对销8075′，滑块8077′安装在该对相对销8075′上，其中在该输出凸缘上的该对销系与在该行星齿轮上的该对销旋转相位相差90度。这三部份组件组的操作大致与如参照第41与42图的实施例说明者相同，但具有一较简单的构造。

第46与47图显示包含一滑块-被驱动轴杆耦合器的另一三部份组件组，其中除了这些槽孔8078″具有用以收纳一滚子轴承或一轴衬而不是一销安装滑块的一弯曲根部的事实以外，该耦合凸缘8059"类似于第44与45图者。该行星齿轮具有一对销8075"，但安装在这些销上的是滚子轴承8079"(第46与47图)或轴衬8080(第47与48图)。使用滚子轴承8079″或轴衬8079优于滑块的是对其他组件的磨损较少。滚子轴承8079″优于轴衬8080，但是轴衬是一较便宜的选项。

在所有实施例中，该马达可以是一直流(DC)无刷马达。

与已知马达辅助自行车比较，本发明至少具有以下优点：

1)本发明使用具有一中空轴杆的特殊设计马达，该中空轴杆与一减速行星齿轮机构直接连接且由于该行星齿轮具有比该环齿轮更少的齿或更小的直径，所以可以最小空间尺寸获得一足够的传动比。因此，所有部件与该踏板中心轴可以一起构成为一同轴驱动总成，使得该结构是紧致的，该自行车是轻量的，且其操作更有弹性；

2)本发明可以与安装在一自行车后轮的一标准外部传动装置或内部传动装置组合使用，以进行踏板驱动或马达驱动。该速度比可以在骑乘该自行车时改变，使得该自行车可以佳驱动效率利用各种范围的速度在山上或平地上操作；

3)本发明是非常实用的，且可以在将其中心轴稍微修改后直接安装在一现有自行车上；

4)利用依据上述结构的驱动模式，它可以减少一骑乘者在骑乘时花费的力气；

5)本发明可以部份地修改以变成一具有一发电功能及其它功能的运动自行车，其它功能包含例如电池可以在下坡或由使用者踩踏时藉由该自行车的惯性矩充电；及

6)本发明的结构新颖、轮廓简单，且可以被应用于各种电动自行车或电动辅助自行车。

虽然本发明在图式与前述说明中已详细显示与说明过了，但是其应被视为说明性的且不受限于文字，应了解的是仅已显示与说明多数示范性实施例且这些示范性实施例不会以任何方式限制本发明的范畴。可了解的是在此所述的任一特征可与任一实施例使用，所示实施例不是互不兼容的且不排除未在此所述的其它实施例。因此，本发明亦提供包含一或多个上述所示实施例的组合。可以在不偏离本发明的精神与范畴的情形下，进行如在此所述的本发明的修改与变化，且因此，唯一应施加的限制系由附加申请专利范围表示。

Claims (40)

1.一种马达单元，包含：

一壳体，其用以收容一马达；

一马达轴杆，其用以接受一马达提供驱动力；

一转矩传感器机构，其用以检测转矩；

一控制器，其用以响应一转矩的被检测量来控制供给该马达的电力，以改变马达提供给该马达轴杆的驱动力的量；及

一致动器，其耦合该转矩传感器与该控制器中的一传感器；

其中该致动器实现相对于该控制器中传感器的移动，使该控制器中传感器产生一表示该转矩之被检测值的信号，且其中该控制器被收容在该马达的壳体内；

其中该控制器位于该马达壳体的一端，且该转矩传感器与该马达壳体的一相对端连接；

其中耦合该转矩传感器与该控制器中一传感器的该致动器被收纳在该马达轴杆的一中空内孔中，以便耦合在该马达壳体一端的该转矩传感器与在该马达壳体另一端的该控制器；

其中马达单元还包含：

一辅助轴杆，其用以接受一外部提供驱动力；

一第一转矩传送路径，其用以将该外部提供驱动力传送至一驱动机构；

一第二转矩传送路径，其用以将该马达提供驱动力传送至该驱动机构；

其中一第一单向驱动设备设置在该辅助轴杆与该驱动机构之间的该第一转矩传送路径中，使得当该驱动机构通过该第二转矩传送路径被该马达提供驱动力驱动时，该辅助轴杆能自由转动。

2.如权利要求1所述的马达单元，其中该马达轴杆呈同心配置在该辅助轴杆四周，使得该辅助轴杆被自由地收纳通过该马达轴杆的一中空内孔且使得它们的旋转轴是平行的。

3.如权利要求2所述的马达单元，其中该辅助轴杆与该马达轴杆共用相同的旋转轴线。

4.如权利要求1-3中任一项所述的马达单元，其中该第一转矩传送路径包含用以接受一外部提供驱动力的该辅助轴杆及该第一单向驱动设备，其中该第一单向驱动设备机械地耦合该辅助轴杆与该驱动机构，使得该第一单向驱动设备将该外部提供驱动力传送至该驱动机构，且其中该第一单向驱动设备容许该辅助轴杆在该驱动机构被该马达轴杆驱动时自由转动。

5.如权利要求4所述的马达单元，其中该第一单向驱动设备包含一自由转动装置。

6.如权利要求5中任一项所述的马达单元，其中该第二转矩传送路径包含该马达轴杆及一机械地耦合该马达轴杆与该驱动机构的齿轮机构，其中该齿轮机构具有一减速齿轮比，且通过运转将该马达提供驱动力由该马达轴杆以该减速齿轮比传送至该驱动机构。

7.如权利要求6所述的马达单元，其中该齿轮机构包含一具有一行星齿轮的行星齿轮机构，该行星齿轮的旋转轴相对该马达轴杆的旋转轴偏移一预定量。

8.如权利要求7所述的马达单元，其中该行星齿轮可旋转地被支持在一偏心轮上，使得该行星齿轮可随着该偏心轮旋转而旋转，且该行星齿轮的旋转轴的位置随着该行星齿轮旋转相对该马达轴杆的旋转轴改变，使得该行星齿轮的旋转轴的变化位置限定在一以该马达轴杆的旋转轴为中心的圆，该圆具有一等于该预定偏移量的半径。

9.如权利要求8所述的马达单元，其中该行星齿轮具有一比一内环齿轮小的直径，其中该行星齿轮位于该内环齿轮内以便在其内旋转，该内环齿轮被固定于定位且具有一与该马达轴杆的旋转轴一致的中心轴，该行星齿轮具有比该内环齿轮少的齿数。

10.如权利要求9所述的马达单元，其中该行星齿轮可旋转地被一轴承支持在该偏心轮上。

11.如权利要求9或10所述的马达单元，其中该行星齿轮机构中的一行星齿轮托承构件实现将该马达提供驱动力传送至该驱动机构。

12.如权利要求11中任一项所述的马达单元，其中该行星齿轮机构包括一平衡构件，该平衡构件用于平衡由该行星齿轮相对于该马达轴杆的旋转轴的偏移所造成的一重量不平衡。

13.如权利要求12所述的马达单元，其中该平衡构件包含一大致半圆形配重构件，该配重构件被配置成与该行星齿轮一起旋转，以便在该行星齿轮旋转时平衡该行星齿轮。

14.如权利要求11中所述的马达单元，其中该行星齿轮机构不包括一配重平衡构件，而是包含配置成互相错相半圈的第一与第二相同行星齿轮，使得第一与第二行星齿轮在旋转时互相平衡。

15.如权利要求14所述的马达单元，其中第一与第二行星齿轮被定位成在一共用、单一内环齿轮内互相错相半圈地旋转。

16.如权利要求14所述的马达单元，其中第一与第二行星齿轮分别被安装在第一与第二偏心轮上。

17.如权利要求11所述的马达单元，其中该行星齿轮托承被固定在该驱动机构上以便与其一起旋转。

18.如权利要求17所述的马达单元，其中该行星齿轮托承亦被固定在该第一单向驱动设备中的一输出构件上以便与其一起旋转，使得该外部提供驱动力经由该第一转矩传送路径透过该行星齿轮机构传送至该马达轴杆及该驱动机构。

19.如权利要求6所述的马达单元，其中该齿轮机构包含一具有一无齿行星齿轮的无齿行星齿轮机构，该无齿行星齿轮的旋转轴相对该马达轴杆的旋转轴偏移一预定量，且其中该无齿行星齿轮机构的减速齿轮比是依据在该无齿行星齿轮与一无齿内环齿轮的各个直径之间的一关系界定，该行星齿轮位于该无齿内环齿轮内，该无齿行星齿轮具有一小于该无齿内环齿轮的直径。

20.如权利要求19所述的马达单元，其中该无齿行星齿轮可旋转地被支持在一偏心轮上，使得该无齿行星齿轮能随着该偏心轮旋转而旋转，且该无齿行星齿轮的旋转轴的位置随着该无齿行星齿轮旋转相对该马达轴杆的旋转轴改变，使得该无齿行星齿轮的旋转轴的变化位置限定在一以该马达轴杆之旋转轴为中心的圆，该圆具有一等于该预定偏移量的半径。

21.如权利要求20所述的马达单元，其中该无齿内环齿轮被固定于定位，且具有一与该马达轴杆的旋转轴一致的中心轴。

22.如权利要求21所述的马达单元，其中该无齿行星齿轮可旋转地被一轴承支持在该偏心轮上。

23.如权利要求21或22所述的马达单元，其中该无齿行星齿轮机构中的一行星齿轮托承构件实现将该马达提供驱动力传送至该驱动机构。

24.如权利要求19-22中任一项所述的马达单元，其中该无齿行星齿轮机构包括一平衡构件，该平衡构件用于平衡由该无齿行星齿轮相对于该马达轴杆的旋转轴的偏移所造成的一重量不平衡。

25.如权利要求24所述的马达单元，其中该平衡构件包含一大致半圆形配重构件，该配重构件被配置成与该无齿行星齿轮一起旋转，以便在该无齿行星齿轮旋转时使该无齿行星齿轮平衡。

26.如权利要求19所述的马达单元，其中该无齿行星齿轮机构不包括一配重平衡构件，而是包含配置成互相错相半圈的第一与第二相同无齿行星齿轮，使得第一与第二无齿行星齿轮在旋转时互相平衡。

27.如权利要求26所述的马达单元，其中第一与第二无齿行星齿轮被定位成在一共用、单一无齿内环齿轮内互相错相半圈地旋转。

28.如权利要求26或27所述的马达单元，其中第一与第二无齿行星齿轮分别安装在第一与第二偏心轮上。

29.如权利要求23所述的马达单元，其中该行星齿轮托承固定在该驱动机构上以便与其一起旋转。

30.如权利要求29所述的马达单元，其中该行星齿轮托承亦被固定在该第一单向驱动设备中的一输出构件上以便与其一起旋转，使得该外部提供驱动经由该第一转矩传送路径通过该无齿行星齿轮机构传送至该马达轴杆及该驱动机构。

31.如权利要求20所述的马达单元，其中该无齿行星齿轮可旋转地被支持在该偏心轮上，且其旋转轴相对该马达轴杆的旋转轴偏移一预定量，并且位于该无齿内环齿轮内以便通过加热该无齿内环齿轮及将它收缩配合在该无齿行星齿轮上接合一无齿内环齿轮表面。

32.如权利要求26所述的马达单元，其中第一与第二无齿行星齿轮分别可旋转地被支持在第一与第二偏心轮上，且它们的旋转轴相对该马达轴杆的旋转轴偏移一预定量并且位于一共用、单一无齿内环齿轮内以便互相错相半圈地旋转，以便通过加热该无齿内环齿轮及将它收缩配合在第一与第二无齿行星齿轮上接合一无齿内环齿轮表面。

33.如权利要求1至10、21、22中任一项所述的马达单元，其中一第二单向驱动设备设置在该马达轴杆与该驱动机构之间的该第二转矩传送路径中，使得当该驱动机构通过该第一转矩传送路径被该外部提供驱动力驱动时，不使该马达轴杆旋转。

34.如权利要求33所述的马达单元，其中该第二单向驱动设备可包含至少一棘齿构件，该至少一棘齿构件可移动地设置在行星齿轮托承构件上且配置成与一棘轮中的一齿条接合，该棘轮固定成与该驱动机构一起旋转；行星齿轮托承构件实现将该马达提供驱动力传送至该驱动机构。

35.如权利要求34所述的马达单元，其中该至少一棘齿构件具有与其连接的设备，用以使该棘齿构件中的一自由端从该行星齿轮托承的一表面向外弹性偏压，使得该棘齿构件的自由端接合在该棘轮的齿条中的一齿。

36.如权利要求35中任一项中所述的马达单元，其中该马达单元包含一踏板驱动装置的一部份。

37.如权利要求36中任一项中所述的马达单元，其中该马达单元是由被安装在一踏板驱动装置上的一电池组提供电力的一电动马达。

38.如权利要求37中任一项所述的马达单元，其中该转矩传感器包含：

第一驱动构件，其安装成围绕该马达轴杆的一旋转轴旋转；

第二被驱动构件，其安装成围绕该马达轴杆的旋转轴旋转；

一检测设备，其用以检测该第一驱动构件相对该第二被驱动构件朝该被驱动构件围绕该马达轴杆旋转轴之一旋转方向移动；且

其中该致动器包含一用以将该被检测之移动传送至该控制器之传感器的设备。

39.一种驱动装置，具有一如权利要求1至38项中任一项所述的马达单元。

40.一种踏板驱动装置，具有一如权利要求1至38项中任一项所述的马达单元，其中该外部提供驱动力是由该装置中的一可人力操作踏板所提供的人力来提供驱动力，这些可人力操作踏板被固定成与该辅助轴杆一起旋转，该辅助轴杆包含一踏板轴；且其中该驱动机构包含一链轮，该第一转矩传送路径配置成将该人力提供驱动力传送至该链轮，且该第二转矩传送路径配置成将该马达提供驱动力传送至该链轮；且其中该第一单向驱动设备设置在该踏板轴与该链轮之间的该第一转矩传送路径中，使得当该链轮通过该第二转矩传送路径被该马达提供驱动力驱动时，该踏板轴能自由转动。