CN104340328A - 自行车传动单元 - Google Patents

Abstract

一种自行车传动单元，包括曲柄轴、马达、输出构件和转矩合并机构。曲柄轴绕第一旋转轴线可旋转。马达具有绕第二旋转轴线可旋转的输出轴。当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第一旋转方向旋转时，输出构件绕第一旋转轴线沿第一旋转方向可旋转。转矩合并机构将马达的输出轴可操作地联接到输出构件，以将马达的输出轴的旋转传送到输出构件。当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第二旋转方向旋转时，转矩合并机构将马达的输出轴与输出构件可操作地分离，用于防止曲柄轴的旋转传送到马达的输出轴。

Description

自行车传动单元

技术领域

本发明总地涉及一种自行车传动单元，更具体地，本发明涉及一种用于电辅助自行车的传动单元。

背景技术

设置在自行车上的倒制动(例如，参见公开号为2380806 A2的欧洲专利申请(专利引用1)以及第4959858号日本专利(专利引用2))是常规已知的。通常，自行车曲柄臂和前齿轮不可旋转地联接到彼此。倒制动设置在自行车后轮毂上，且可操作地联接到前齿轮。由此，当自行车曲柄臂沿向后的旋转方向旋转时，倒制动被操作。

另一方面，使用马达输出作为辅助动力的电辅助自行车(例如，参见公开号为H08-310478的日本公开专利申请(专利引用3))是常规已知的。在电辅助自行车中，在由踏板输入的踩踏力被传送且该传送的传动力与来自马达的传动力合并之后，该合并的传动力传送到后车轮，从而引起后车轮旋转。

发明内容

已发现倒制动不能简单地应用到电辅助自行车。特别地，专利引用3公开了设置在曲柄臂和前齿轮之间的单向离合器。单向离合器防止曲柄臂响应于电马达的旋转而旋转。但是，已发现当曲柄臂沿向后的旋转方向旋转时，前齿轮不旋转。由此，即使倒制动应用到电辅助自行车，倒制动也不能操作。

一个方面提供了一种可以与自行车倒制动一起使用的自行车传动单元。

根据第一方面，自行车传动单元包括曲柄轴、马达、输出构件和转矩合并机构。曲柄轴绕第一旋转轴线可旋转。马达具有绕第二旋转轴线可旋转的输出轴。当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第一旋转方向旋转时，输出构件绕第一旋转轴线沿第一旋转方向可旋转。转矩合并机构将马达的输出轴可操作地联接到输出构件，以将马达的输出轴的旋转传送到输出构件。转矩合并机构构造为当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第二旋转方向旋转时将马达的输出轴与输出构件可操作地分离，用于防止曲柄轴的旋转传送到马达的输出轴。第二旋转方向与第一旋转方向相反。

根据第二方面，关于根据第一方面的自行车传动单元，输出构件相对于曲柄轴可旋转。

根据第三方面，关于根据第一方面的自行车传动单元，当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第二旋转方向旋转时，输出构件绕第一旋转轴线沿第二旋转方向可旋转。

根据第四方面，关于根据第一方面的自行车传动单元，输出构件构造为接附到前链轮车轮。

根据第五方面，关于根据第一方面的自行车传动单元，转矩合并机构包括单向离合器，单向离合器可操作地设置在马达的输出轴和输出构件之间。当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第一旋转方向旋转时，单向离合器将马达的输出轴可操作地联接到输出构件。当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第二旋转方向旋转时，单向离合器将马达的输出轴与输出构件可操作地分离，用于防止曲柄轴的旋转传送到马达的输出轴。

根据第六方面，关于根据第五方面的自行车传动单元，转矩合并机构包括绕第一旋转轴线可旋转的转矩传送部分。转矩传送部分可操作地联接到马达的输出轴。

根据第七方面，关于根据第六方面的自行车传动单元，单向离合器包括枢转地设置在释放位置和接合位置之间的接合棘爪。接合棘爪构造为当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第一旋转方向旋转时与转矩合并机构的转矩传送部分的齿部接合。接合棘爪构造为当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第二旋转方向旋转时与转矩合并机构的转矩传送部分的齿部解除接合。

根据第八方面，关于根据第七方面的自行车传动单元，单向离合器进一步包括偏置构件，偏置构件朝向接合位置偏置接合棘爪。

根据第九方面，关于根据第六方面的自行车传动单元，单向离合器包括枢转地设置在释放位置和接合位置之间的接合构件。接合构件构造为当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第一旋转方向旋转时与转矩合并机构的转矩传送部分的内缘表面摩擦地接合。接合构件构造为当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第二旋转方向旋转时至少与转矩合并机构的转矩传送部分的内缘表面摩擦地解除接合。

根据第十方面，关于根据第九方面的自行车传动单元，单向离合器进一步包括偏置构件，偏置构件朝向释放位置偏置接合构件。

根据第十一方面，根据第十方面的自行车传动单元进一步包括控制部分，该控制部分构造为当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第一旋转方向旋转时朝向接合位置移动接合构件。

根据第十二方面，根据第十一方面的自行车传动单元进一步包括接触部分，该接触部分构造为当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第二旋转方向旋转时将曲柄轴的旋转传送到输出构件。

根据第十三方面，关于根据第七方面的自行车传动单元，单向离合器进一步包括偏置构件，偏置构件朝向接合位置偏置接合棘爪。

根据第十四方面，根据第十三方面的自行车传动单元进一步包括控制部分，该控制部分构造为当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第二旋转方向旋转时朝向释放位置移动接合棘爪。

根据第十五方面，关于根据第十四方面的自行车传动单元，控制部分具有接触表面，当曲柄轴绕第一旋转轴线沿第二旋转方向旋转时，接触表面与输出构件的凹进部分的内侧表面周向地接触，以将曲柄轴的旋转传送到输出构件。

根据第十六方面，关于根据第十三方面的自行车传动单元，齿部设置在转矩合并机构的转矩传送部分的内缘表面上。

根据第十七方面，关于根据第十三方面的自行车传动单元，齿部设置在转矩合并机构的转矩传送部分的外缘表面上。

附图说明

现在参考形成了此原始公开的一部分的附图：

图1是装备有根据第一实施方式的传动单元的电辅助自行车的传动系的侧立视图；

图2是根据第一实施方式的传动单元的截面图；

图3A是图2中图示的传动单元的离合器机构沿图2的III-III线所截的放大的截面图，图示了朝向接合棘爪的释放位置移动的接合棘爪；

图3B是图2中图示的传动单元的离合器机构沿图2的III-III线所截的放大的截面图，图示了朝向接合棘爪的接合位置移动的接合棘爪；

图4A是图2中图示的传动单元的离合器机构沿图2的IV-IV线所截的截面图，图示了朝向接合棘爪的释放位置移动的接合棘爪；

图4B是图2中图示的传动单元的离合器机构沿图2的IV-IV线所截的截面图，图示了朝向接合棘爪的接合位置移动的接合棘爪；

图5A是根据第一实施方式的传动单元的变型的离合器机构的截面图，图示了朝向接合棘爪的接合位置移动的接合棘爪；

图5B是图5A中图示的变型的离合器机构的截面图，图示了朝向接合棘爪的释放位置移动的接合棘爪；

图6是根据第二实施方式的传动单元的截面图；

图7A是图6中图示的传动单元的离合器机构的放大的局部截面图，图示了朝向接合棘爪的接合位置移动的接合棘爪；

图7B是图6中图示的传动单元的离合器机构的放大的局部截面图，图示了朝向接合棘爪的释放位置移动的接合棘爪；

图8是根据第三实施方式的传动单元的截面图；

图9A是图8中图示的传动单元的离合器机构的放大的局部截面图，图示了朝向接合棘爪的接合位置移动的接合棘爪；以及

图9B是图8中图示的传动单元的离合器机构的放大的局部截面图，图示了朝向接合棘爪的释放位置移动的接合棘爪。

具体实施方式

现将参考附图来解释选定的实施方式。本领域技术人员从此公开可以了解，对实施方式的以下描述仅提供来用于示例而不以限制发明为目的，本发明由所附的权利要求和它们的等同方式来限定。

首先参考图1和图2，图示了根据第一实施方式的传动单元10(例如自行车传动单元)。如图1所图示的，传动单元10设置在电辅助自行车的传动系11上。在图示实施方式中，由于电辅助自行车的其他部分可以是常规的，因此图1仅图示了涉及到电辅助自行车的传动系11的部分。由此，为了简洁，将省略电辅助自行车的详细描述。如图1所图示的，传动系11基本上包括一对踏板100、一对曲柄臂101、传动单元10、第一链条102、后链轮103和后轮毂104。踏板100分别可旋转地安装到曲柄臂101的自由端。曲柄臂101的内端分别固定到传动单元10的曲柄轴14(见图2)的相对端。第一链条102可操作地连接在传动单元10和后链轮103之间。对于电辅助自行车的传动系11，作用在踏板100上的踩踏力经由以下传送通路(曲柄臂101→传动单元10→第一链条102→后链轮103→后轮毂104)传送到后轮毂104，该后轮毂104可旋转地联接到后轮毂轴105，以使电辅助自行车的后车轮(未示出)旋转。当传送踩踏力时，传动单元10合成马达输出转矩作为用于辅助踩踏力的辅助动力。在图示实施方式中，当检测到大于规定阈值的踩踏力时，则产生对应于踩踏力的马达输出转矩作为辅助动力。传动单元10通常设置在自行车车架的座管(未示出)和自行车车架的下管(未示出)之间的连接区段的附近。用于传动单元10的电池沿后载货架、下管或座管设置。

在图示实施方式中，后轮毂104装备有倒制动104a。倒制动104a响应于曲柄臂101的向后旋转被操作，用于产生经由后轮毂104到后车轮的制动力。特别地，在图示实施方式中，后轮毂104的倒制动104a响应于曲柄臂101的向后旋转经由传动单元10、第一链条102和后链轮103而操作。由于倒制动是常规地众所周知的，因此为了简洁，将省略详细描述。

如图1所图示的，传动单元10设置在曲柄臂101的附近。如图2所示，在图示实施方式中，传动单元10具有壳体12、曲柄轴14、第一旋转传送构件16、中间轴18、第二旋转传送构件20、第三旋转传送构件26和前链轮28(例如前链轮车轮)。在图示实施方式中，曲柄轴14和中间轴18设置为在隔开的位置处平行于彼此延伸。如图2所示，传动单元10具有马达30、输出构件32和具有单向离合器38的转矩合并机构36。由此，自行车传动单元10包括曲柄轴14、马达30、输出构件32和转矩合并机构36。

如图2所示，壳体12容置第一旋转传送构件16、第二旋转传送构件20、第三旋转传送构件26、马达30、输出构件32以及具有单向离合器38的转矩合并机构36。

壳体12是由例如铝或其它金属制成的构件。但是，壳体12的部分或全部也可以由合成树脂制成。壳体12具有第一侧部分12a和第二侧部分12b。第一侧部分12a和第二侧部分12b作为单独的部分独立地形成，且沿曲柄轴14的轴向方向面向彼此。第一侧部分12a和第二侧部分12b以常规的方式可拆卸地联接到彼此，以形成用于容置第一旋转传送构件16、第二旋转传送构件20、第三旋转传送构件26、马达30、输出构件32和具有单向离合器38的转矩合并机构36的容置空间。

曲柄轴14是由例如铁、不锈钢等制成的金属轴构件。曲柄轴14绕第一旋转轴线X1可旋转。曲柄轴14由诸如球轴承的第一轴承45a、第二轴承45b和第三轴承45c相对于壳体12可旋转地支撑。第一轴承45a在第一侧部分12a的开口中径向地设置在第一侧部分12a和曲柄轴14之间。第二轴承45b在前链轮28的套管28a的中心孔中径向地设置在前链轮28和曲柄轴14之间。第三轴承45c在前链轮28的套管28a的外缘表面上径向地设置在第二侧部分12b和前链轮28之间。曲柄轴14的两端设置为分别从第一侧部分12a和第二侧部分12b突出。在曲柄轴14的端部上，曲柄臂101分别可拆卸且不可旋转地联接到曲柄轴14。在曲柄轴14的在第一侧部分12a侧的端部中，曲柄轴14具有用于与第一旋转传送构件16连接的锯齿区段。锯齿区段沿曲柄轴14的圆周方向形成在整个圆周上。当然，可替换地，锯齿区段可以沿锯齿14的圆周方向间断地形成。

第一旋转传送构件16不可旋转地联接到曲柄轴14，使得第一旋转传送构件16传送曲柄臂101的旋转。第一旋转传送构件16由例如合成树脂或金属制成。第一旋转传送构件16连接到曲柄轴14的锯齿区段，使得第一旋转传送构件16和曲柄轴14一起旋转。当然，第一旋转传送构件16可以通过压配合、结合或其它适当的紧固方式紧固到曲柄轴14。第一旋转传送构件16基本上是具有凸缘部16a的管状构件。后文将进一步详细描述第一旋转传送构件16的构造。

中间轴18是由铁、不锈钢或其它金属制成的轴构件。中间轴18具有第一端部18a和第二端部18b。第一端部18a和第二端部18b由诸如球轴承的一对轴承分别可旋转地支撑到第一侧部分12a和第二侧部分12b。中间轴18可旋转地支撑第二旋转传送构件20。

第二旋转传送构件20可操作地设置在第三旋转传送构件26和转矩合并机构36之间。第二旋转传送构件20是将马达30的旋转传送到转矩合并机构36的构件。第二旋转传送构件20具有大齿轮20a和小齿轮20b，小齿轮20b具有比大齿轮20a的直径更小的直径。大齿轮20a和小齿轮20b是由例如合成树脂或金属制成的构件。大齿轮20a经由单向离合器40可旋转地支撑在邻近第一端部18a的中间轴18上。单向离合器40仅传送马达30的沿用于辅助曲柄臂101的向前旋转的踩踏力的方向的旋转。在图示实施方式中，单向离合器40构造为滚柱离合器。当然，在图示实施方式中，单向离合器40可以设置在马达30的输出轴30c和第三旋转传送构件26之间，而不是设置在中间轴18和大齿轮20a之间。在这种情况下，大齿轮20a固定地联接到中间轴18。小齿轮20b固定地联接到邻近第二端部18b的中间轴18。

第三旋转传送构件26可操作地设置在马达30和第二旋转传送构件20之间。第三旋转传送构件26是将马达30的旋转传送到第二旋转传送构件20的构件。第三旋转传送构件26具有固定地联接到马达30的输出轴30c的外部齿齿轮26a。第三旋转传送构件26的齿轮26a与第二旋转传送构件20的大齿轮20a啮合。

前链轮28具有具有常规的结构的自行车前链轮。前链轮28由第二轴承45b可旋转地支撑到曲柄轴14。前链轮28还由第三轴承45c可旋转地支撑到壳体12。前链轮28绕曲柄轴14的第一旋转轴线X1可旋转。由此，曲柄轴14的旋转轴线和前链轮28的旋转轴线彼此重合。在图示实施方式中，前链轮28一体地形成为整块的单体构件。但是，当然，前链轮28可以由多个单独的部分形成。例如，前链轮28可以包括具有套管28a的常规的轮架和以常规的方式接附到该轮架的常规的环形链条轮。前链轮28可以无需曲柄轴14的支撑固定在输出构件32上。第二轴承45b可以设置在输出构件32和壳体12之间。第三轴承45c可以设置在曲柄轴14和输出构件32之间。

马达30为内转子式马达。马达30具有转子30a和定子30b。由于马达30具有常规的构造，因此为了简洁，将省略详细描述。定子30b固定地联接到壳体12的第二侧部分12b的内侧表面。马达30还具有输出轴30c。转子30a固定地联接到马达30的输出轴30c。输出轴30c由一对轴承相对于壳体12可旋转地支撑。具体地，输出轴30c绕第二旋转轴线X2可旋转。在图示实施方式中，第二旋转轴线X2设置为在隔开的位置处平行于第一旋转轴线X1延伸。

在图示实施方式中，第三旋转传送构件26的齿轮26a固定地联接到马达30的输出轴30c的远端。齿轮26a与第二旋转传送构件20的大齿轮20a啮合。大齿轮20a经由单向离合器40可旋转地联接到中间轴18。单向离合器40仅将马达30的用于前链轮28的向前旋转的旋转输出传送到中间轴18。小齿轮20b固定地联接到中间轴18。

输出构件32是沿第一旋转轴线X1轴向地延伸的圆柱构件。输出构件32具有与第一旋转传送构件16选择性地接合的第一端部32a，以及不可旋转地联接到前链轮28的套管28a的第二端部32b。换句话说，输出构件32构造为接附到前链轮28。由此，前链轮28和输出构件32一起旋转。输出构件32还具有转矩传感器50，该转矩传感器50具有一对磁偏转元件50a和一对线圈50b。磁偏转元件50a和线圈50b分别径向地面向彼此。由转矩传感器50检测的转矩用于控制马达30的旋转输出。当然，本领域的技术人员从此公开可以了解，转矩传感器50可以是其它类型的转矩传感器。

输出构件32可旋转地支撑到曲柄轴14。具体地，输出构件32相对于曲柄轴14可旋转。当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向)旋转时，输出构件32绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向)可旋转。另一方面，当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时，输出构件32绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)可旋转。向后的旋转方向(例如第二旋转方向)与向前的旋转方向(例如第一旋转方向)相反。特别地，输出构件32相对于曲柄轴14和第一旋转传送构件16在有限的相对旋转范围内可旋转。具体地，当曲柄轴14沿向前的旋转方向旋转时，输出构件32与第一旋转传送构件16和转矩合并机构36接合，以与第一旋转传送构件16和转矩合并机构36一起沿向前的旋转方向旋转。另一方面，当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向旋转时，输出构件32与第一旋转传送构件16接合，以与第一旋转传送构件16一起沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转。后文将详细描述输出构件32的构造。

转矩合并机构36可操作地设置在马达30和输出构件32之间。转矩合并机构36将马达30的输出轴30c可操作地联接到输出构件32，以将马达30的输出轴30c的旋转传送到输出构件32。转矩合并机构36构造为当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时将马达30的输出轴30c与输出构件32可操作地分离，用于防止曲柄轴14的旋转传送到马达30的输出轴30c。

具体地，转矩合并机构36具有单向离合器38。转矩合并机构36还具有转矩传送部分42。转矩传送部分42绕第一旋转轴线X1可旋转。转矩传送部分42可操作地联接到马达30的输出轴30c。更具体地，转矩传送部分42可旋转地支撑在第一旋转传送构件16的凸缘部16a的外缘表面16b上。由此，第一旋转传送构件16不会直接地将曲柄轴14的旋转传送到转矩传送部分42。转矩传送部分42在转矩传送部分42的外缘表面上具有外齿轮46。外齿轮46与第二旋转传送构件20的小齿轮20b啮合。由此，转矩传送部分42传送马达30的旋转。转矩传送部分42经由单向离合器38可旋转地联接到输出构件32。第二旋转传送构件20、第三旋转传送构件26和转矩传送部分42可以形成减速机构。

单向离合器38设置在转矩传送部分42的内缘表面42a和输出构件32的第一端部32a之间。换句话说，单向离合器38可操作地设置在马达30的输出轴30c和输出构件32之间。单向离合器38仅当曲柄轴14沿向前的旋转方向旋转时将马达30的旋转传送到输出构件32。转矩合并机构36合并马达30的传送到转矩传送部分42的外齿轮46的旋转输出和曲柄轴14的从第一旋转传送构件16经由单向离合器38传送的旋转输出。具体地，当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向)旋转时，单向离合器38将马达30的输出轴30c可操作地联接到输出构件32。另一方面，当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时，单向离合器38将马达30的输出轴30c与输出构件32可操作地分离，用于防止曲柄轴14的旋转传送到马达30的输出轴30c。

现在参考图3A、3B、4A和4B，将进一步详细描述单向离合器38的构造。单向离合器38包括内部齿部60、接合棘爪64以及偏置构件66。单向离合器38还包括控制部分68。

齿部60设置在转矩传送部分42的内缘表面42a上。齿部60具有形成在转矩传送部分42的内缘表面42a上的多个接合齿60a。接合齿60a具有接合面60b，接合面60b与接合棘爪64选择性地接合，用于将马达30的旋转传送到输出构件32。

接合棘爪64枢转地安装到输出构件32的第一端部32a。接合棘爪64枢转地设置在释放位置(见图3A和图4A)和接合位置(见图3B和图4B)之间。接合棘爪64构造为当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向或图3B和图4B中的顺时针方向)旋转时与齿部60接合。接合棘爪64构造为当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向或图3A和图4A中的逆时针方向)旋转时与齿部60解除接合。在图示实施方式中，接合棘爪64与齿部60“接除接合”并不一定需要接合棘爪64与齿部60间隔开。而是，其可以意味着接合棘爪64在与齿部60接触时在齿部60上滑动。在这种情况下，当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时，接合棘爪64与齿部60解除接合，用于防止曲柄轴14的旋转传送到马达30的输出轴30c。但是，优选地，当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时，接合棘爪64与摩擦接合部160机械地间隔开，以减少机械损失。

接合棘爪64具有接合端64a、支撑端64b和控制端64c。当接合棘爪64位于接合位置处时，接合端64a与齿部60的接合齿60a接合。当接合棘爪64位于释放位置处时，接合端64a与齿部60的接合齿60a解除接合。接合棘爪64以常规的方式枢转地安装到输出构件32的第一端部32a的外缘表面32c。例如，接合棘爪64的支撑端64b枢转地联接到设置在输出构件32的第一端部32a上的枢转销。控制端64c从接合棘爪64的接合端64a轴向地突出。控制端64c由控制部分68操作，使得接合棘爪64在释放位置和接合位置之间枢转。在图示实施方式中，单向离合器38包括单个的接合棘爪64。但是本领域的技术人员从此公开可以了解，单向离合器38包括多个接合棘爪。

偏置构件66朝向接合位置偏置接合棘爪64。偏置构件66基本上包括可操作地设置在接合棘爪64和输出构件32之间的棘爪弹簧。在图示实施方式中，单向离合器38包括单个偏置构件66。但是，本领域技术人员从此公开可以了解，单向离合器38包括对应于多个接合棘爪的多个偏置构件。

控制部分68设置在第一旋转传送构件16的凸缘部16a的内缘表面16c上。具体地，控制部分68具有凹进部71，该凹进部71具有倾斜表面71a。凹进部71形成在凸缘部16a的内缘表面16c中。凹进部71的倾斜表面71a相对于曲柄轴14的第一旋转轴线X1的径向方向倾斜。如图3A和3B所示，输出构件32在输出构件32的第一端部32a的外缘表面32c上具有凹陷部85。凹陷部85周向地设置在对应于凹进部71的位置处。当第一旋转传送构件16相对于输出构件32旋转时，接合棘爪64的控制端64c沿凹进部71的倾斜表面71a滑动。具体地，如图3B所示，当曲柄轴14沿向前的旋转方向旋转且第一旋转传送构件16相对于输出构件32沿向前的旋转方向旋转时，接合棘爪64的控制端64c设置在凹进部71内侧。这使接合棘爪64朝向接合位置移动，如图4B所示。另一方面，如图3A所示，当曲柄轴14沿向后的旋转方向旋转且第一旋转传送构件16相对于输出构件32沿向后的旋转方向旋转时，接合棘爪64的控制端64c设置在凹进部71外侧且在凹陷部85内侧。这使接合棘爪64朝向释放位置移动，如图4A所示。

此外，如图3A和3B所示，第一旋转传送构件16在凸缘部16a的内缘表面16c上具有多个凹进部87。凹进部87周向地设置在凸缘部16a的内缘表面16c上。另一方面，输出构件32在第一端部32a的外缘表面32c上具有多个凸出部89。凸出部89周向地设置在第一端部32a的外缘表面32c上。凹进部87和凸出部89相对于彼此在两者之间分别设置有周向的间隔，以提供第一旋转传送构件16和输出构件32之间有限的相对旋转的范围。

在图示实施方式中，如图3A和3B所示，凹进部87中的每个具有第一内侧表面87a和第二内侧表面87b，而凸出部89中的每个具有第一接触表面89a和第二接触表面89b。

如图3B所示，当曲柄轴14沿向前的旋转方向旋转时，凹进部87的第一内侧表面87a分别与凸出部89的第一接触表面89a周向地接触。此外，当曲柄轴14沿向前的旋转方向旋转时，单向离合器38将转矩传送部分42可操作地联接到输出构件32。但是，当由转矩传感器50检测的踩踏力小于规定阈值时，即使曲柄轴14沿向前的旋转方向旋转也不产生马达30的马达输出转矩。在这种情况下，第一旋转传送构件16的凹进部87的第一内侧表面87a分别与输出构件32的凸出部89的第一接触表面89a接触，使得曲柄轴14沿向前的旋转方向的旋转从第一旋转传送构件16传送到输出构件32。此外，当由转矩传感器50检测的踩踏力大于规定阈值时，当曲柄轴14沿向前的旋转方向旋转时，产生马达30的马达输出转矩作为用于辅助踩踏力的辅助动力。在这种情况下，第一旋转传送构件16的凹进部87的第一内侧表面87a分别与输出构件32的凸出部89的第一接触表面89a接触，使得马达30的马达输出转矩经由转矩传送部分42和单向离合器38传送到输出构件32。

另一方面，如图3A所示，当曲柄轴14沿向后的旋转方向旋转时，凹进部87的第二内侧表面87b分别与凸出部89的第二接触表面89b周向地接触。此外，当曲柄轴14沿向后的旋转方向旋转时，单向离合器38将转矩传送部分42与输出构件32可操作地分离，用于防止曲柄轴14的旋转经由转矩传送部分42传送到马达30的输出轴30c。当曲柄轴14沿向后的旋转方向旋转时，第一旋转传送构件16的凹进部87的第二内侧表面87b分别与输出构件32的凸出部89的第二接触表面89b接触，使得曲柄轴14沿向后的旋转方向的旋转从第一旋转传送构件16直接传送到输出构件32。

通过此传动单元10，由沿向前的旋转方向的踩踏力产生的转矩沿以下传送通路传送：曲柄臂101→曲柄轴14→第一旋转传送构件16→输出构件32→前链轮28。此外，马达30的用于辅助沿向前的旋转方向的踩踏力的输出转矩沿以下路径传送：第三旋转传送构件26→第二旋转传送构件20→转矩传送部分42→单向离合器38→输出构件32→前链轮28。

另一方面，通过此传动单元10，曲柄臂101的向后旋转也传送到前链轮28，以使前链轮28沿向后的旋转方向旋转。具体地，由沿向后的旋转方向的踩踏力产生的转矩也沿以下传送通路传送：曲柄臂101→曲柄轴14→第一旋转传送构件16→输出构件32→前链轮28。曲柄臂101的向后旋转不通过单向离合器38的操作传送到转矩合并机构36的转矩传送部分42。

在图示实施方式中，传动单元10包括用于将马达30选择性地联接到前链轮28的单向离合器38。但是，传动单元10可以包括与单向离合器38不同的单向离合器。现在参考图5A和5B，将详细描述作为根据第一实施方式的单向离合器38的变型的实施例的单向离合器138。如图5A和5B所示，单向离合器138包括摩擦接合部160、多个(在此实施方式中为三个)接合棘爪164(例如接合构件)以及多个(在此实施方式中为三个)偏置构件166。单向离合器138还包括多个(在此实施方式中为三个)控制部分168和多个(在此实施方式中为三个)接触部分170。当然，本领域的技术人员从此公开可以了解，根据需要和/或期望，接合棘爪164、偏置构件166、控制部分168和接触部分170的数量可以少于或多于三个。

摩擦接合部160设置在转矩传送部分142的圆柱形内缘表面142a上。转矩传送部分142与转矩传送部分42基本上相同，除了转矩传送部分142包括无齿的圆柱形内缘表面142a。转矩传送部分142可操作地联接到马达30。摩擦接合部160与接合棘爪164选择性地且摩擦地接合，用于将马达30的旋转传送到输出构件132。输出构件132也与输出构件32基本相同，除了输出构件132枢转地支撑接合棘爪164，且输出构件132具有圆柱形外缘表面而不具有输出构件32的凸出部89。输出构件132固定地联接到前链轮28。

接合棘爪164枢转地设置在释放位置(见图5B)和接合位置(见图5A)之间。在图示实施方式中，接合棘爪164以常规的方式枢转地联接到输出构件132。接合棘爪164相对于彼此在他们之间周向地设置有相等的周向的间隔。接合棘爪164构造为当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向)旋转时与转矩传送部分142的内缘表面142a(即摩擦接合部160)摩擦地接合。接合棘爪164构造为当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时至少与转矩传送部分142的内缘表面142a摩擦地解除接合。在图示实施方式中，表述“接合棘爪164构造为至少与转矩传送部分142的内缘表面142a摩擦地解除接合”并不一定需要接合棘爪164与摩擦接合部160间隔开。而是，其可以意味着接合棘爪164在与内缘表面142a接触时沿转矩传送部分142的内缘表面142a滑动。在这种情况下，当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时，接合棘爪164与内缘表面142a(即，摩擦接合部160)解除接合，用于防止曲柄轴14的旋转传送到马达30的输出轴30c。此外，在图示实施方式中，摩擦接合部160和接合棘爪164用于在单向离合器138中获得摩擦接合。但是，当然，其它类型的摩擦接合构件可以代替接合棘爪164在单向离合器138中使用。

如图5B所示，偏置构件166朝向释放位置偏置接合棘爪164。偏置构件166分别以常规的方式接附到接合棘爪164。

控制部分168构造为当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向)旋转时分别朝向接合位置移动接合棘爪164。接触部分170构造为当曲柄轴14绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时将曲柄轴14的旋转传送到输出构件132。

具体地，如图5A和5B所示，控制部分168在第一旋转传送构件116的外缘表面116a上在彼此周向地间隔开的位置处径向地突出。并且，接触部分170在第一旋转传送构件116的外缘表面116a上在周向地分别在控制部分168之间的位置处也径向地突出。如图5A所示，当曲柄轴14沿向前的旋转方向旋转时，控制部分168分别在接合棘爪164的内表面164a上朝向接合位置推动接合棘爪164。这使得接合棘爪164的外表面164b与摩擦接合部160接合。由此，当曲柄轴14沿向前的旋转方向旋转时，马达30的旋转经由转矩传送部分142、单向离合器138和输出构件132传送到前链轮28。另一方面，如图5B所示，当曲柄轴14沿向后的旋转方向旋转时，控制部分168远离接合棘爪164的内表面164a相对地旋转。然后，偏置构件166朝向释放位置移动接合棘爪164。这使得接合棘爪164的外表面164b与摩擦接合部160解除接合。此外，当曲柄轴14沿向后的旋转方向旋转时，接触部分170与接合棘爪164的支撑端164c接触。这使得输出构件132沿向后的旋转方向旋转。由此，曲柄轴14的向后旋转经由第一旋转传送构件116和输出构件132传送到前链轮28。

第二实施方式

现在参考图6，现在将解释根据第二实施方式的传动单元210。

鉴于第一和第二实施方式之间的相似性，对于第二实施方式的与第一实施方式的部分相同的部分，将给出与第一实施方式的部分同样的参考标记。另外，对于此第二实施方式的与第一实施方式的部分功能上相同和/或大致相同的部分，除了将“200”加到其之外，将给出同样的参考标记。无论如何，为了简洁，可以省略对第二实施方式的与第一实施方式的部分大致相同的部分的描述。但是，本领域的技术人员从此公开可以了解，除了如本文所讨论和/或图示的之外，对第一实施方式的描述和图示也适用于第二实施方式。

基本上，传动单元210设置在曲柄臂101(见图1)的附近。在图示实施方式中，如图6所示，传动单元210具有壳体212、曲柄轴214、第一旋转传送构件216、中间轴218、第二旋转传送构件220、第三旋转传送构件226和前链轮228(例如前链轮车轮)。如图6所示，传动单元210具有马达230、输出构件232和具有单向离合器238的转矩合并机构236。由此，自行车传动单元210包括曲柄轴214、马达230、输出构件232和转矩合并机构236。

在图示实施方式中，中间轴218、第二旋转传送构件220、第三旋转传送构件226和马达230与根据第一实施方式的中间轴18、第二旋转传送构件20、第三旋转传送构件26和马达30相同。由此，为了简洁，将省略详细的构造。此外，壳体212也与根据第一实施方式的壳体12相同，除了较小的变型以容置根据第二实施方式的第一旋转传送构件216、中间轴218、第二旋转传送构件220、第三旋转传送构件226、马达230和转矩合并机构236。由此，为了简洁，将省略详细的构造。

壳体212主要容置第一旋转传送构件216、中间轴218、第二旋转传送构件220、第三旋转传送构件226、马达230和转矩合并机构236。壳体212还可旋转地支撑曲柄轴214。曲柄轴214轴向地延伸通过壳体212。

曲柄轴214与根据第一实施方式的曲柄轴14基本上相同。曲柄轴214绕第一旋转轴线X1可旋转。曲柄轴214由诸如球轴承的第一轴承245a、第二轴承245b、第三轴承245c和第四轴承245d相对于壳体212可旋转地支撑。第一轴承245a在第一侧部分212a的开口中径向地设置在壳体212的第一侧部分212a和曲柄轴214之间。第二轴承245b径向地设置在输出构件232和曲柄轴214之间。第三轴承245c径向地设置在输出构件232和转矩合并机构236的转矩传送部分242之间。第四轴承245d径向地设置在转矩合并机构236的转矩传送部分242和壳体212的第二侧部分212b之间。曲柄轴214的两端设置为分别从第一侧部分212a和第二侧部分212b突出。

第一旋转传送构件216具有单向离合器244，该单向离合器244径向地设置在曲柄轴214和输出构件232之间。单向离合器244仅将曲柄轴214沿向前旋转方向的旋转传送到通过曲柄轴214的输出构件232。在图示实施方式中，单向离合器244构造为滚柱离合器。中间轴218由一对轴承可旋转地支撑在壳体212内侧。第二旋转传送构件220具有大齿轮220a和小齿轮220b。大齿轮220a经由单向离合器240可旋转地支撑在中间轴218上。单向离合器240仅传送马达230的沿用于辅助向前旋转方向的踩踏力的方向的旋转。第三旋转传送构件226具有外部齿齿轮226a。

在图示实施方式中，前链轮228和输出构件232一体地形成为整块的单体构件。由此，前链轮228和输出构件232一起旋转。输出构件232基本上为沿第一旋转轴线X1轴向延伸的圆柱形部分。前链轮228绕曲柄轴214的第一旋转轴线X1旋转。由此，曲柄轴214的旋转轴线和前链轮228的旋转轴线彼此重合。在图示实施方式中，前链轮228和输出构件232一体地形成为整块的单体构件。但是，当然，前链轮228和输出构件232可以独立地形成为单独的部分。在这种情况下，输出构件232构造为接附到前链轮228(例如前链轮车轮)。例如，前链轮228可以包括具有套管的常规的轮架以及以常规的方式接附到轮架的常规的环形链条轮。由此，输出部分232可以固定地联接到前链轮228的轮架的套管。

输出构件232可旋转地支撑到曲柄轴214。具体地，输出构件232相对于曲柄轴214可旋转。当曲柄轴214绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向)旋转时，输出构件232绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向)可旋转。另一方面，当曲柄轴214绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时，输出构件232绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)可旋转。向后的旋转方向(例如第二旋转方向)与向前的旋转方向(例如第一旋转方向)相反。输出构件232经由单向离合器244和第二轴承245b可旋转地支撑到曲柄轴214。具体地，输出构件232具有第一端部232a和第二端部232b。第一端部232a经由单向离合器244支撑到曲柄轴214，而第二端部232b经由第二轴承245b支撑到曲柄轴214。输出构件232还具有转矩传感器250，该转矩传感器250具有一对磁偏转元件和一对线圈(图6中仅图示磁偏转元件)。磁偏转元件和线圈以常规的方式分别面向彼此。由转矩传感器250检测的转矩用于控制马达230的旋转输出。当然，本领域的技术人员从此公开可以了解，转矩传感器250可以为其它类型的转矩传感器。

在图示实施方式中，马达230为内转子式马达。马达230具有转子230a和定子230b。由于马达230具有常规的构造，因此为了简洁，将省略详细描述。定子230b固定地联接到壳体212的内侧表面。转子230a固定地联接到马达230的输出轴230c。输出轴230c由一对轴承相对于壳体212可旋转地支撑。具体地，输出轴230c绕第二旋转轴线X2可旋转。在图示实施方式中，第二旋转轴线X2设置为在隔开的位置处平行于第一旋转轴线X1延伸。

在图示实施方式中，第三旋转传送构件226的齿轮226a固定地联接到马达230的输出轴230c的远端。齿轮226a还与第二旋转传送构件220的大齿轮220a啮合。大齿轮220a经由单向离合器240可旋转地联接到中间轴218。单向离合器240仅将马达230的用于前链轮228的向前旋转的旋转输出传送到中间轴218。小齿轮220b固定地联接到中间轴218。

转矩合并机构236可操作地设置在马达230和输出构件232之间。转矩合并机构236将马达230的输出轴230c可操作地联接到输出构件232，以将马达230的输出轴230c的旋转传送到输出构件232。转矩合并机构236构造为当曲柄轴214绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时将马达230的输出轴230c与输出构件232可操作地分离，用于防止曲柄轴214的旋转传送到马达230的输出轴230c。

具体地，转矩合并机构236具有单向离合器238。转矩合并机构236还具有转矩传送部分242。转矩传送部分242绕第一旋转轴线X1可旋转。转矩传送部分242可操作地联接到马达230的输出轴230c。更具体地，转矩传送部分242经由第三轴承245c可旋转地支撑在输出构件232的第一端部232a的外缘表面上。此外，转矩传送部分242经由第四轴承245d可旋转地支撑到壳体212。转矩传送部分242在转矩传送部分242的大直径部的外缘表面上具有外齿轮246。外齿轮246与第二旋转传送构件220的小齿轮220b啮合。由此，转矩传送部分242传送马达230的旋转。转矩传送部分242经由单向离合器238可旋转地联接到输出构件232。

单向离合器238设置在转矩传送部分242的内缘表面242a和输出构件232的第二端部232b之间。换句话说，单向离合器238可操作地设置在马达230的输出轴230c和输出构件232之间。单向离合器238仅当曲柄轴214沿向前的旋转方向旋转时将马达230的旋转传送到输出构件232。转矩合并机构236合并马达230的传送到转矩传送部分242的外齿轮246的旋转输出和曲柄轴214的从第一旋转传送构件216经由单向离合器244传送的旋转输出。具体地，当曲柄轴214绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向)旋转时，单向离合器238将马达230的输出轴230c可操作地联接到输出构件232。另一方面，当曲柄轴214绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时，单向离合器238将马达230的输出轴230c与输出构件232可操作地分离，用于防止曲柄轴214的旋转传送到马达230的输出轴230c。

现在参考图7A和7B，将进一步详细描述单向离合器238的构造。单向离合器238包括内部齿部260、接合棘爪264以及偏置构件266。单向离合器238还包括控制部268。

齿部260设置在转矩传送部分242的内缘表面242a上。齿部260具有形成在转矩传送部分242的内缘表面242a上的多个接合齿260a。接合齿260a具有接合面260b，接合面260b与接合棘爪264选择性地接合，用于将马达230的旋转传送到输出构件232。

接合棘爪264枢转地安装到输出构件232的第二端部232b。接合棘爪264枢转地设置在释放位置(见图7B)和接合位置(见图7A)之间。接合棘爪264构造为当曲柄轴214绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向或图7A中的顺时针方向)旋转时与齿部260接合。接合棘爪264构造为当曲柄轴214绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向或图7B中的逆时针方向)旋转时与齿部260解除接合。在图示实施方式中，接合棘爪264与齿部260“解除接合”并不一定需要接合棘爪264与齿部260间隔开。而是，其可以意味着接合棘爪264在与齿部260接触时在齿部260上滑动。在这种情况下，当曲柄轴214绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时，接合棘爪264与齿部260解除接合，用于防止曲柄轴214的旋转传送到马达230的输出轴230c。

接合棘爪264具有接合端264a、控制端264b和设置在接合端264a和控制端264b之间的支撑部分264c。当接合棘爪264位于接合位置处时，接合端264a与齿部260的接合齿260a接合。当接合棘爪264位于释放位置处时，接合端264a与齿部260的接合齿260a解除接合。接合棘爪264以常规的方式枢转地安装到输出部分232的第二端部232b。具体地，接合棘爪264枢转地设置在输出部分232的第二端部232b的棘爪接收开口232c中。如图7A和7B所示，棘爪接收开口232c径向延伸通过第二端部232b。在图示实施方式中，接合棘爪264的支撑部分264c枢转地联接到设置在输出部分232的棘爪接收开口232c中的枢转销。接合棘爪264相对于第二端部232b设置，使得接合端264a相对于第二端部232b径向向外突出，且控制端264b相对于第二端部232b径向向内突出。控制端264b由控制部分268操作，使得接合棘爪264在释放位置和接合位置之间枢转。在图示实施方式中，单向离合器238包括单个的接合棘爪264。但是本领域的技术人员从此公开可以了解，单向离合器238包括多个接合棘爪。

偏置构件266朝向接合位置偏置接合棘爪264。偏置构件266基本上包括可操作地设置在接合棘爪264和输出构件232之间的棘爪弹簧。在图示实施方式中，单向离合器238包括单个偏置构件266。但是，本领域的技术人员从此公开可以了解，单向离合器238包括对应于多个接合棘爪的多个偏置构件。

控制部分268设置在曲柄轴214的外缘表面上。控制部分268构造为当曲柄轴214绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时朝向释放位置移动接合棘爪264。具体地，如图7A和7B所示，输出部分232在第二端部232b的内缘表面232d上具有多个凹进部287(例如凹进部分)。凹进部287周向地设置在第二端部232b的内缘表面232d上。另一方面，曲柄轴214在曲柄轴214的外缘表面214a上具有多个凸出部289。凸出部289周向地设置在曲柄轴214的外缘表面214a上。在图示实施方式中，凸出部289中的一个形成控制部分268。凹进部287和凸出部289相对于彼此在两者之间分别设置有周向的间隔，以提供曲柄轴214和输出构件232之间有限的相对旋转的范围。

在图示实施方式中，如图7A和7B所示，凹进部287中的每个具有第一内侧表面287a和第二内侧表面287b，而凸出部289中的每个具有第一接触表面289a和第二接触表面289b。

如图7A所示，当曲柄轴214沿向前的旋转方向旋转时，凸出部289的第一接触表面289a分别不与凹进部287的第一内侧表面287a周向地接触。而是，当曲柄轴214沿向前的旋转方向旋转时，凸出部289的第一接触表面289a中的每个与凹进部287的第一内侧表面287a中的相应的一个周向地面对，且在两者之间具有间隙。此外，当曲柄轴214沿向前的旋转方向旋转时，单向离合器238将转矩传送部分242可操作地联接到输出构件232。但是，当由转矩传感器250检测的踩踏力小于规定阈值时，即使曲柄轴214沿向前的旋转方向旋转也不产生马达230的马达输出转矩。在这种情况下，第一旋转传送构件216的单向离合器244将曲柄轴214可操作地联接到输出构件232，使得曲柄轴214的沿向前的旋转方向的旋转经由单向离合器244从曲柄轴214传送到输出构件232。此外，当由转矩传感器250检测的踩踏力大于规定阈值时，当曲柄轴214沿向前的旋转方向旋转时，产生马达230的马达输出转矩作为用于辅助踩踏力的辅助动力。在这种情况下，单向离合器238将转矩传送部分242可操作地联接到输出构件232，使得马达230的马达输出转矩经由转矩传送部分242和单向离合器238传送到输出构件232。

在图示实施方式中，曲柄轴214的沿向前的旋转方向的旋转仅经由第一旋转传送构件216的单向离合器244从曲柄轴214传送到输出构件232。

另一方面，如图7B所示，当曲柄轴214绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时，凸出部289的第二接触表面289b(例如控制部分的接触表面)分别与凹进部287的第二内侧表面287b(例如输出构件的凹进部分的内侧表面)周向地接触，以将曲柄轴214的旋转传送到输出构件232。此外，当曲柄轴214沿向后的旋转方向旋转时，单向离合器238将转矩传送部分242与输出构件232可操作地分离，用于防止曲柄轴214的旋转经由转矩传送部分242传送到马达230的输出轴230c。当曲柄轴214沿向后的旋转方向旋转时，曲柄轴214的凸出部289的第二接触表面289b分别与输出构件232的凹进部287的第二内侧表面287b接触，使得曲柄轴214沿向后的旋转方向的旋转从曲柄轴214直接传送到输出构件232。

通过此传动单元210，由沿向前的旋转方向的踩踏力产生的转矩沿以下传送通路传送：曲柄臂101→曲柄轴214→第一旋转传送构件216→输出构件232→前链轮228。此外，马达230的用于辅助沿向前的旋转方向的踩踏力的输出转矩沿以下路径传送：第三旋转传送构件226→第二旋转传送构件220→转矩传送部分242→单向离合器238→输出构件232→前链轮228。

另一方面，通过此传动单元210，曲柄臂101的向后旋转也传送到前链轮228，以使前链轮228沿向后的旋转方向旋转。具体地，由沿向后的旋转方向的踩踏力产生的转矩还沿以下传送通路传送：曲柄臂101→曲柄轴214→凹进部287和凸出部289之间的接合→输出构件232→前链轮228。曲柄臂101的向后旋转不通过单向离合器238的操作传送到转矩合并机构236的转矩传送部分242。

第三实施方式

现在参考图8，现在将解释根据第三实施方式的传动单元310。

鉴于第一和第三实施方式之间的相似性，对于第三实施方式的与第一实施方式的部分相同的部分，将给出与第一实施方式的部分同样的参考标记。另外，对于此第三实施方式的与第一实施方式的部分功能上相同和/或大致相同的部分，除了将“300”加到其之外，将给出同样的参考标记。无论如何，为了简洁，可以省略对第三实施方式的与第一实施方式的部分大致相同的部分的描述。但是，本领域的技术人员从此公开可以了解，除了如本文所讨论和/或图示的之外，对第一实施方式的描述和图示也适用于第三实施方式。

基本上，传动单元310设置在曲柄臂101(见图1)的附近。在图示实施方式中，如图8所示，传动单元310具有壳体312、曲柄轴314、第一旋转传送构件316、中间轴318、第二旋转传送构件320、第三旋转传送构件326和前链轮328(例如前链轮车轮)。如图8所示，传动单元310具有马达330、输出构件332和具有单向离合器338的转矩合并机构336。由此，自行车传动单元310包括曲柄轴314、马达330、输出构件332和转矩合并机构336。

在图示实施方式中，中间轴318、第二旋转传送构件320、第三旋转传送构件326和马达330与根据第一实施方式的中间轴18、第二旋转传送构件20、第三旋转传送构件26和马达30相同。由此，为了简洁，将省略详细的构造。此外，壳体312也与根据第一实施方式的壳体12相同，除了较小的变型以容置根据第三实施方式的第一旋转传送构件316、中间轴318、第二旋转传送构件320、第三旋转传送构件326、马达330和转矩合并机构336。由此，为了简洁，将省略详细的构造。

壳体312主要容置第一旋转传送构件316、中间轴318、第二旋转传送构件320、第三旋转传送构件326、马达330和转矩合并机构336。壳体312还可旋转地支撑曲柄轴314。曲柄轴314轴向地延伸通过壳体312。

曲柄轴314与根据第一实施方式的曲柄轴14基本上相同。曲柄轴314绕第一旋转轴线X1可旋转。曲柄轴314由诸如球轴承的第一轴承345a、第二轴承345b和第三轴承345c相对于壳体312可旋转地支撑。第一轴承345a在第一侧部分312a的开口中径向地设置在壳体312的第一侧部分312a和曲柄轴314之间。第二轴承345b径向地设置在输出构件332和曲柄轴314之间。第三轴承345c径向地设置在输出构件332和壳体312的第二侧部分312b之间。曲柄轴314的两端设置为分别从第一侧部分312a和第二侧部分312b突出。第一旋转传送构件316具有固定地联接到曲柄轴314的放大的齿轮部316a。中间轴318由一对轴承可旋转地支撑在壳体312内侧。第二旋转传送构件320具有大齿轮320a和小齿轮320b。大齿轮320a经由单向离合器340可旋转地支撑在中间轴318上。单向离合器340仅传送马达330的沿用于辅助向前旋转方向的踩踏力的方向的旋转。第三旋转传送构件326具有外部齿齿轮326a。

在图示实施方式中，前链轮328和输出构件332固定地联接到彼此。换句话说，输出构件332构造为接附到前链轮328(例如前链轮车轮)。由此，前链轮328和输出构件332一起旋转。输出构件332基本上为沿第一旋转轴线X1轴向延伸的圆柱形部分。前链轮328绕曲柄轴314的第一旋转轴线X1旋转。由此，曲柄轴314的旋转轴线和前链轮328的旋转轴线彼此重合。在图示实施方式中，前链轮328和输出构件332独立地形成为单独的部分。但是，当然，前链轮328和输出构件332可以一体地形成为整块的单体构件。

输出构件332可旋转地支撑到曲柄轴314。具体地，输出构件332相对于曲柄轴314可旋转。当曲柄轴314绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向)旋转时，输出构件332绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向)可旋转。另一方面，当曲柄轴314绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时，输出构件332绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)可旋转。向后的旋转方向(例如第二旋转方向)与向前的旋转方向(例如第一旋转方向)相反。输出构件332经由第二轴承345b可旋转地支撑到曲柄轴314。

在图示实施方式中，马达330为内转子式马达。马达330具有转子330a和定子330b。由于马达330具有常规的构造，因此为了简洁，将省略详细描述。定子330b固定地联接到壳体312的内侧表面。转子330a固定地联接到马达330的输出轴330c。输出轴330c由一对轴承相对于壳体312可旋转地支撑。具体地，输出轴330c绕第二旋转轴线X2可旋转。在图示实施方式中，第二旋转轴线X2设置为在隔开的位置处平行于第一旋转轴线X1延伸。

在图示实施方式中，第三旋转传送构件326的齿轮326a固定地联接到马达330的输出轴330c的远端。齿轮326a还与第二旋转传送构件320的大齿轮320a啮合。大齿轮320a经由单向离合器340可旋转地联接到中间轴318。单向离合器340仅将马达330的用于前链轮328的向前旋转的旋转输出传送到中间轴318。小齿轮320b固定地联接到中间轴318。

转矩合并机构336可操作地联接马达330和曲柄轴314，以合并马达330和曲柄轴314的旋转输出。转矩合并机构336可操作地设置在马达330和输出构件332之间。转矩合并机构336将马达330的输出轴330c可操作地联接到输出构件332，以将马达330的输出轴330c的旋转传送到输出构件332。转矩合并机构336构造为当曲柄轴314绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时将马达330的输出轴330c与输出构件332可操作地分离，用于防止曲柄轴314的旋转传送到马达330的输出轴330c。

具体地，转矩合并机构336具有单向离合器338。转矩合并机构336还具有转矩传送部分342。转矩传送部分342绕第一旋转轴线X1可旋转。转矩传送部分342可操作地联接到马达330的输出轴330c。更具体地，转矩传送部分342经由第四轴承345d可旋转地支撑到曲柄轴314。转矩传送部分342具有壳体部343和轴向延伸套管344。壳体部343在壳体部343的外缘表面上具有外齿轮346。外齿轮346与第二旋转传送构件320的小齿轮320b啮合。壳体部343经由单向离合器348可旋转地联接到第一旋转传送构件316。特别地，单向离合器348设置在壳体部343的内缘表面和第一旋转传送构件316的放大齿轮部316a之间。单向离合器348仅将曲柄轴314的向前旋转传送到转矩传送部分342的壳体部343。由此，转矩合并机构336合并马达330的传送到壳体部343的外齿轮346的旋转输出和曲柄轴314的从放大齿轮部316a经由单向离合器348传送的旋转输出。转矩传送部分342的轴向延伸套管344经由在轴向延伸套管344的端部344a处的单向离合器338可旋转地联接到输出构件332。转矩传送部分342的轴向延伸套管344具有转矩传感器350，该转矩传感器350具有一对磁偏转元件350a和一对线圈350b。磁偏转元件350a和线圈350b分别径向地面向彼此。转矩传感器350检测的转矩用于控制马达330的旋转输出。当然，本领域的技术人员从此公开可以了解，转矩传感器350可以是其它类型的转矩传感器。

单向离合器338设置在轴向延伸套管344的外缘表面344b和在轴向延伸套管344的端部344a处的输出构件332之间。换句话说，单向离合器338可操作地设置在马达330的输出轴330c和输出构件332之间。单向离合器338仅在曲柄轴314沿向前的旋转方向旋转时将马达330的旋转传送到输出构件332。转矩合并机构336合并马达330的传送到转矩传送部分342的外齿轮346的旋转输出和曲柄轴314的从第一旋转传送构件316经由单向离合器338传送的旋转输出。具体地，当曲柄轴314绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向)旋转时，单向离合器338将马达330的输出轴330c可操作地联接到输出构件332。另一方面，当曲柄轴314绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时，单向离合器338将马达330的输出轴330c与输出构件332可操作地分离，用于防止曲柄轴314的旋转传送到马达330的输出轴330c。

现在参考图9A和9B，将进一步详细描述单向离合器338的构造。单向离合器338包括外部齿部360、接合棘爪364以及偏置构件366。单向离合器338还包括控制部368。

齿部360设置在转矩传送部分342的轴向延伸套管344的外缘表面344b上。齿部360具有形成在轴向延伸套管344的外缘表面344b上的多个接合齿360a。接合齿360a具有接合面360b，接合面360b与接合棘爪364选择性地接合，用于将马达330的旋转传送到输出构件332。

接合棘爪364枢转地安装到输出构件332。接合棘爪364枢转地设置在释放位置(见图9B)和接合位置(见图9A)之间。接合棘爪364构造为当曲柄轴314绕第一旋转轴线X1沿向前的旋转方向(例如第一旋转方向或图9A中的顺时针方向)旋转时与齿部360接合。接合棘爪364构造为当曲柄轴314绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向或图9B中的逆时针方向)旋转时与齿部360解除接合。在图示实施方式中，接合棘爪364与齿部360“解除接合”并不一定需要接合棘爪364与齿部360间隔开。而是，其可以意味着接合棘爪364在与齿部360接触时在齿部360上滑动。在这种情况下，当曲柄轴314绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时，接合棘爪364与齿部360解除接合，用于防止曲柄轴314的旋转传送到马达330的输出轴330c。

接合棘爪364具有接合端364a和支撑部分364b。当接合棘爪364位于接合位置处时，接合端364a与齿部360的接合齿360a接合。当接合棘爪364位于释放位置处时，接合端364a与齿部360的接合齿360a解除接合。接合棘爪364以常规的方式枢转地安装到输出构件332。具体地，接合棘爪364枢转地设置在输出构件332的棘爪接收空间332a中。在图示实施方式中，接合棘爪364的支撑部分364b枢转地联接到设置在输出构件332的棘爪接收开口332a中的枢转销。接合棘爪364相对于输出构件332设置，使得接合端364a相对于输出构件径向向内突出。接合端364a由控制部分368操作，使得接合棘爪364在释放位置和接合位置之间枢转。在图示实施方式中，单向离合器338包括单个的接合棘爪364。但是本领域的技术人员从此公开可以了解，单向离合器338包括多个接合棘爪。

偏置构件366朝向接合位置偏置接合棘爪364。偏置构件366基本上包括可操作地设置在接合棘爪364和输出构件332之间的棘爪弹簧。在图示实施方式中，单向离合器338包括单个偏置构件366。但是，本领域的技术人员从此公开可以了解，单向离合器338包括对应于多个接合棘爪的多个偏置构件。

控制部分368设置在曲柄轴314的外缘表面314a上。控制部分368构造为当曲柄轴314绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时朝向释放位置移动接合棘爪364。具体地，如图9A和9B所示，输出构件332在输出构件332的内缘表面332b上具有多个凹进部387(例如凹进部分)(图9A和9B中仅示出一个凹进部387)。凹进部387周向地设置在输出构件332的内缘表面332b上。另一方面，曲柄轴314在曲柄轴314的外缘表面314a上具有多个凸出部389(图9A和9B中仅示出一个凸出部389)。凸出部389周向地设置在曲柄轴314的外缘表面314a上。在图示实施方式中，凸出部389中的一个形成控制部分368。凹进部387和凸出部389相对于彼此在两者之间分别设置有周向的间隔，以提供曲柄轴314和输出构件332之间有限的相对旋转的范围。在图示实施方式中，输出构件332具有多个凹进部387，而曲柄轴314具有多个凸出部389。但是，当然，输出构件332可以仅具有一个凹进部387，而曲柄轴314可以仅具有一个凸出部389。

在图示实施方式中，如图9A和9B所示，凹进部387中的每个具有第一内侧表面387a，而凸出部389中的每个具有第一接触表面389a。

如图9A所示，当曲柄轴314沿向前的旋转方向旋转时，凸出部389的第一接触表面389a分别与凹进部387的第一内侧表面387a周向地间隔开。此外，当曲柄轴314沿向前的旋转方向旋转时，单向离合器338将转矩传送部分342的轴向延伸套管344的端部344a可操作地联接到输出构件332。但是，当由转矩传感器350检测的踩踏力小于规定阈值时，即使曲柄轴314沿向前的旋转方向旋转也不产生马达330的马达输出转矩。在这种情况下，曲柄轴314的沿向前的旋转方向的旋转经由第一旋转传送构件316、单向离合器348、转矩传送部分342和单向离合器338从曲柄轴314传送到输出构件332。此外，当由转矩传感器350检测的踩踏力大于规定阈值时，当曲柄轴314沿向前的旋转方向旋转时，产生马达330的马达输出转矩作为用于辅助踩踏力的辅助动力。在这种情况下，马达330的马达输出转矩经由转矩传送部分342和单向离合器338传送到输出构件332。

另一方面，如图9B所示，当曲柄轴314绕第一旋转轴线X1沿向后的旋转方向(例如第二旋转方向)旋转时，凸出部389的第一接触表面389a(例如控制部分的接触表面)分别与凹进部387的第一内侧表面387a(例如输出构件的凹进部分的内侧表面)周向地接触，以将曲柄轴314的旋转传送到输出构件332。此外，当曲柄轴314沿向后的旋转方向旋转时，单向离合器338将转矩传送部分342与输出构件332可操作地分离，用于防止曲柄轴314的旋转经由转矩传送部分342传送到马达330的输出轴330c。当曲柄轴314沿向后的旋转方向旋转时，曲柄轴314的凸出部389的第一接触表面389a分别与输出构件332的凹进部387的第一内侧表面387a接触，使得曲柄轴314沿向后的旋转方向的旋转从曲柄轴314直接传送到输出构件332。

通过此传动单元310，由沿向前的旋转方向的踩踏力产生的转矩沿以下传送通路传送：曲柄臂101→曲柄轴314→第一旋转传送构件316→单向离合器348→转矩传送部分342→单向离合器338→输出构件332→前链轮328。此外，马达330的用于辅助沿向前的旋转方向的踩踏力的输出转矩沿以下路径传送：第三旋转传送构件326→第二旋转传送构件320→转矩传送部分342→单向离合器338→输出构件332→前链轮328。

另一方面，通过此传动单元310，曲柄臂101的向后旋转也传送到前链轮328，以使前链轮328沿向后的旋转方向旋转。具体地，由沿向后的旋转方向的踩踏力产生的转矩还沿以下传送通路传送：曲柄臂101→曲柄轴314→凹进部387和凸出部389之间的接合→输出构件332→前链轮328。曲柄臂101的向后旋转不通过单向离合器338的操作传送到转矩合并机构336的转矩传送部分342。

在上述实施方式中，传动单元可以具有用于检测曲柄轴的旋转方向的旋转检测传感器。马达控制器可以基于传感器的信号控制马达。当控制器接收到来自传感器的检测信号且确定曲柄轴沿向后的旋转方向旋转时，则控制器控制马达，以使马达停止。旋转检测传感器构造为磁传感器或旋转编码器。

在理解本发明的保护范围时，本文所使用的术语“被联接”或“联接”涵盖的构造有：通过直接将元件附接到另一个元件而将该元件直接固定到其它元件；通过将元件附接到中间构件，该中间构件又附接到其它元件而将元件间接地固定到其它元件；以及一个元件与另一个元件成一体，即一个元件实质上为其它元件的一部分。这种定义也适用于具有类似含义的词语，例如，“连结”、“连接”、“接附”、“安装”、“结合”、“固定”以及它们的派生词。

在理解本发明的保护范围时，本文所使用的术语“包括”及其派生词意图为开放性术语，其指明所记载的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤的存在，但并不排除其他未记载的特征、元件、部件、群组、整体和/或步骤的存在。前述也适用于具有类似含义的词汇，诸如术语“包含”、“具有”及其派生词。

此外，可以理解，虽然在本文中可能使用术语“第一”和“第二”来描述各种部件，但是这些部件并不应由这些术语所限制。这些术语仅用于将一个部件与另一个部件区别开。因此，在不背离本发明的教导的情况下，例如，上文讨论的第一部件可以称为第二部件，反之亦然。此外，术语“部分”、“区段”、“部”、“构件”或“元件”当用作单数时可以具有单个部分或多个部分的双重含义。最后，本文所使用的程度术语，诸如“大致”、“大约”以及“近似”，意味着所修饰术语的量的偏差，以使最终结果不会显著地改变。

虽然仅选择选定的实施方式来图示本发明，但是本领域技术人员从此公开可以了解，在不背离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，本文可以做出各种改变和变型。例如，只要大致不会改变其想要的功能，各种部件的尺寸、形状、位置或者取向可以根据需要和/或期望改变。示出为彼此直接连接或接触的部件可以具有设置在它们之间的中间结构，除非另有特别说明。一个元件的功能可以由两个来执行，反之亦然，除非另有特别说明。一个实施方式的结构和功能可以在另一个实施方式中采用。在特定实施方式中所有优点并非必须同时存在。从现有技术看是独特的每个特征，无论单独地或与其它特征相结合，也应当看作申请人的进一步创新的单独描述，包括由这样的特征所体现的结构性和/或功能性构思。因此，对根据本发明的实施方式的上述描述仅仅是示例性的，无意于对由所附权利要求及其等同方式所限定的本发明进行限制。

Claims (17)

1.一种自行车传动单元，包括：

曲柄轴，所述曲柄轴绕第一旋转轴线可旋转；

马达，所述马达具有绕第二旋转轴线可旋转的输出轴；

输出构件，当所述曲柄轴绕所述第一旋转轴线沿第一旋转方向旋转时，所述输出构件绕所述第一旋转轴线沿所述第一旋转方向可旋转；以及

转矩合并机构，所述转矩合并机构将所述马达的所述输出轴可操作地联接到所述输出构件，以将所述马达的所述输出轴的旋转传送到所述输出构件，所述转矩合并机构构造为当所述曲柄轴绕所述第一旋转轴线沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转时将所述马达的所述输出轴与所述输出构件可操作地分离，用于防止所述曲柄轴的旋转传送到所述马达的所述输出轴。

2.根据权利要求1所述的自行车传动单元，其中

所述输出构件相对于所述曲柄轴可旋转。

3.根据权利要求1所述的自行车传动单元，其中

当所述曲柄轴绕所述第一旋转轴线沿所述第二旋转方向旋转时，所述输出构件绕所述第一旋转轴线沿所述第二旋转方向可旋转。

4.根据权利要求1所述的自行车传动单元，其中

所述输出构件构造为接附到前链轮车轮。

5.根据权利要求1所述的自行车传动单元，其中

所述转矩合并机构包括单向离合器，所述单向离合器可操作地设置在所述马达的所述输出轴和所述输出构件之间，当所述曲柄轴绕所述第一旋转轴线沿所述第一旋转方向旋转时，所述单向离合器将所述马达的所述输出轴可操作地联接到所述输出构件，且当所述曲柄轴绕所述第一旋转轴线沿所述第二旋转方向旋转时，所述单向离合器将所述马达的所述输出轴与所述输出构件可操作地分离，用于防止所述曲柄轴的旋转传送到所述马达的所述输出轴。

6.根据权利要求5所述的自行车传动单元，其中

所述转矩合并机构包括绕所述第一旋转轴线可旋转的转矩传送部分，所述转矩传送部分可操作地联接到所述马达的所述输出轴。

7.根据权利要求6所述的自行车传动单元，其中

所述单向离合器包括枢转地设置在释放位置和接合位置之间的接合棘爪，所述接合棘爪构造为当所述曲柄轴绕所述第一旋转轴线沿所述第一旋转方向旋转时与所述转矩合并机构的所述转矩传送部分的齿部接合，所述接合棘爪构造为当所述曲柄轴绕所述第一旋转轴线沿所述第二旋转方向旋转时与所述转矩合并机构的所述转矩传送部分的所述齿部解除接合。

8.根据权利要求7所述的自行车传动单元，其中

所述单向离合器进一步包括偏置构件，所述偏置构件朝向所述接合位置偏置所述接合棘爪。

9.根据权利要求6所述的自行车传动单元，其中

所述单向离合器包括枢转地设置在释放位置和接合位置之间的接合构件，所述接合构件构造为当所述曲柄轴绕所述第一旋转轴线沿所述第一旋转方向旋转时与所述转矩合并机构的所述转矩传送部分的内缘表面摩擦地接合，所述接合构件构造为当所述曲柄轴绕所述第一旋转轴线沿所述第二旋转方向旋转时至少与所述转矩合并机构的所述转矩传送部分的所述内缘表面摩擦地解除接合。

10.根据权利要求9所述的自行车传动单元，其中

所述单向离合器进一步包括偏置构件，所述偏置构件朝向所述释放位置偏置所述接合构件。

11.根据权利要求10所述的自行车传动单元，进一步包括

控制部分，所述控制部分构造为当所述曲柄轴绕所述第一旋转轴线沿所述第一旋转方向旋转时朝向所述接合位置移动所述接合构件。

12.根据权利要求11所述的自行车传动单元，进一步包括

接触部分，所述接触部分构造为当所述曲柄轴绕所述第一旋转轴线沿所述第二旋转方向旋转时将所述曲柄轴的旋转传送到所述输出构件。

13.根据权利要求7所述的自行车传动单元，其中

所述单向离合器进一步包括偏置构件，所述偏置构件朝向所述接合位置偏置所述接合棘爪。

14.根据权利要求13所述的自行车传动单元，进一步包括

控制部分，所述控制部分构造为当所述曲柄轴绕所述第一旋转轴线沿所述第二旋转方向旋转时朝向所述释放位置移动所述接合棘爪。

15.根据权利要求14所述的自行车传动单元，其中

所述控制部分具有接触表面，当所述曲柄轴绕所述第一旋转轴线沿所述第二旋转方向旋转时，所述接触表面与所述输出构件的凹进部分的内侧表面周向地接触，以将所述曲柄轴的旋转传送到所述输出构件。

16.根据权利要求13所述的自行车传动单元，其中

所述齿部设置在所述转矩合并机构的所述转矩传送部分的内缘表面上。

17.根据权利要求13所述的自行车传动单元，其中

所述齿部设置在所述转矩合并机构的所述转矩传送部分的外缘表面上。