TW201438959A - 自行車驅動單元 - Google Patents

Abstract

根據第一方面，一種自行車驅動單元包含第一底部托架、曲柄軸、及第一馬達。第一底部托架被建構成被耦接於自行車的底部托架外殼的第一軸向端部。曲柄軸被第一底部托架相對於旋轉軸線可旋轉地支撐。曲柄軸具有第一端部部份及第二端部部份。第一馬達包含被不可旋轉地耦接於曲柄軸的第一罩殼、被不可旋轉地耦接於底部托架外殼的第二罩殼、具有被設置在第一罩殼上的第一磁鐵的第一轉子、及被不可旋轉地耦接於第一底部托架的第一定子。第一磁鐵與第一定子相對於曲柄軸的旋轉軸線在徑向上彼此面對。

Description

自行車驅動單元

本發明概括而言相關於自行車驅動單元。更明確地說，本發明相關於具有馬達的自行車驅動單元。

傳統上已知使用馬達輸出(motor output)成為輔助動力的電輔助式自行車(參見例如DE 195 22 419 A1(專利引例1)、DE 196 29 788 A1(專利引例2))。在電輔助式自行車中，踩踏力與來自馬達的驅動力結合，然後結合的驅動力被傳輸至後車輪。明確地說，專利引例1說明一種電驅動器，其中定子被附接於自行車的底部托架附接部份，而具有曲柄臂的轉子被附接於曲柄軸。專利引例2說明一種驅動單元，其中定子被固定於自行車的自行車車架，而轉子被耦接於曲柄臂。

概括而言，此處的揭示係針對自行車驅動單元。在一個特徵中，自行車驅動單元可被附接於自行車的 底部托架外殼(bottom bracket shell)且產生相對地較大的輔助力(assisting force)。

根據第一方面，一種自行車驅動單元包含第一底部托架、曲柄軸、及第一馬達。第一底部托架被建構成被耦接於自行車的底部托架外殼的第一軸向端部。曲柄軸被第一底部托架相對於旋轉軸線可旋轉地支撐。曲柄軸具有第一端部部份及第二端部部份。第一馬達包含被不可旋轉地耦接於曲柄軸的第一罩殼、被不可旋轉地耦接於底部托架外殼的第二罩殼、具有被設置在第一罩殼上的第一磁鐵的第一轉子、及被不可旋轉地耦接於第一底部托架的第一定子。第一磁鐵與第一定子相對於曲柄軸的旋轉軸線在徑向上彼此面對。

根據第二方面，根據第一方面的自行車驅動單元另外包含被設置在第一罩殼的周邊部份的外周邊表面上的輸出構件附接件。

根據第三方面，以根據第一方面的自行車驅動單元，第一磁鐵係以黏著劑而被固定地附接於第一罩殼的周邊部份的內周邊表面。

根據第四方面，根據第二方面的自行車驅動單元另外包含輸出構件，而此輸出構件被可拆卸地耦接於輸出構件附接件，使得第一馬達將旋轉輸出傳輸至輸出構件。

根據第五方面，以根據第四方面的自行車驅動單元，輸出構件為以緊固件而被可拆卸地耦接於輸出構 件附接件的齒盤。

根據第六方面，以根據第一方面的自行車驅動單元，第一底部托架具有外螺紋部份，而此外螺紋部份被建構成以螺紋耦接於底部托架外殼的內螺紋部份。

根據第七方面，以根據第一方面的自行車驅動單元，曲柄軸被耦接於第一罩殼。

根據第八方面，以根據第七方面的自行車驅動單元，第一罩殼具有被不可旋轉地且被可拆卸地耦接於曲柄軸的鋸齒。

根據第九方面，根據第一方面的自行車驅動單元另外包含被可拆卸地耦接於曲柄軸的第一端部部份的第一曲柄臂。

根據第十方面，以根據第一方面的自行車驅動單元，第一馬達另外具有在第一罩殼與第二罩殼之間的密封件，以界定密封空間。

根據第十一方面，根據第一方面的自行車驅動單元另外包含第二底部托架及第二馬達。第二底部托架被建構成被耦接於底部托架外殼的第二軸向端部。底部托架外殼的第二軸向端部係相反於底部托架外殼的第一軸向端部。曲柄軸被第二底部托架可旋轉地支撐。第二馬達包含被不可旋轉地耦接於曲柄軸的第三罩殼、被不可旋轉地耦接於第二底部托架的第四罩殼、具有被設置在第三罩殼上的第二磁鐵的第二轉子、及被不可旋轉地耦接於第二底部托架的第二定子。

根據第十二方面，以根據第十一方面的自行車驅動單元，第二馬達經由曲柄軸而傳輸旋轉輸出。

根據第十三方面，以根據第一方面的自行車驅動單元，第一罩殼具有磁鐵收容部份，而此磁鐵收容部份將第一磁鐵收容在磁鐵收容部份的內部空間內，且第二罩殼具有定子收容部份，而此定子收容部份將第一定子收容在定子收容部份的內部空間內。

根據第十四方面，以根據第十三方面的自行車驅動單元，第一罩殼的磁鐵收容部份及第二罩殼的定子收容部份是由非磁性材料製成。

根據第十五方面，以根據第一方面的自行車驅動單元，第一定子具有被固定地附接於第一底部托架的定子齒、及捲繞定子齒的線圈線。

根據第十六方面，根據第一方面的自行車驅動單元另外包含將曲柄軸相對於第一底部托架可旋轉地支撐的軸承單元。

根據第十七方面，以根據第一方面的自行車驅動單元，第一馬達為三相直流(DC)馬達。

根據第十八方面，根據第十一方面的自行車驅動單元另外包含被可拆卸地耦接於曲柄軸的第二端部部份的第二曲柄臂。

根據第十九方面，一種自行車驅動單元包含底部托架、曲柄軸、及馬達。底部托架被建構成被耦接於自行車的底部托架外殼。曲柄軸被底部托架相對於旋轉軸 線可旋轉地支撐。馬達包含被不可旋轉地耦接於曲柄軸的第一罩殼、被不可旋轉地耦接於底部托架外殼的第二罩殼、具有被設置在第一罩殼上的第一磁鐵及第二磁鐵的轉子、及被不可旋轉地耦接於底部托架的定子。第一罩殼具有第一面向軸向表面及第二面向軸向表面。第一面向軸向表面與第二面向軸向表面相對於曲柄軸的旋轉軸線在軸向上彼此面對。第一磁鐵被設置在第一罩殼的第一面向軸向表面上，使得第一磁鐵與定子相對於曲柄軸的旋轉軸線在軸向上彼此面對。第二磁鐵被設置在第一罩殼的第二面向軸向表面上，使得第二磁鐵與定子相對於曲柄軸的旋轉軸線在軸向上彼此面對。

對於熟習此項技術者而言，所揭示的自行車驅動單元的其他目的、特徵、方面、及有利點從以下連同所附的圖式揭示自行車驅動單元的較佳實施例的詳細敘述會顯明。

以下會參考所附的形成此原始揭示的一部份的圖式。

10‧‧‧自行車

12‧‧‧自行車驅動單元

14‧‧‧底部托架外殼

14a‧‧‧第一軸向端部

20‧‧‧第一底部托架

20a‧‧‧第一軸向端部部份

20b‧‧‧第二軸向端部部份

22‧‧‧曲柄軸

22a‧‧‧鋸齒溝槽

24‧‧‧馬達

24a‧‧‧密封件

24b‧‧‧密封空間

26‧‧‧輸出構件附接件

26a‧‧‧通孔

28‧‧‧輸出構件

30‧‧‧第一曲柄臂

32‧‧‧第二曲柄臂

34‧‧‧軸承單元

34a‧‧‧內座圈

34b‧‧‧滾珠或滾柱

40‧‧‧外螺紋部份

42‧‧‧內螺紋部份

44‧‧‧第一端部部份

46‧‧‧第二端部部份

48‧‧‧中心通孔

50‧‧‧第一罩殼

50a‧‧‧鋸齒

52‧‧‧第二罩殼

52a‧‧‧中心通孔

54‧‧‧轉子

56‧‧‧定子

58‧‧‧磁鐵

62‧‧‧定子齒

64‧‧‧線圈線

66‧‧‧周邊部份(或側壁)

66a‧‧‧外周邊表面

66b‧‧‧內周邊表面

70a‧‧‧第一齒盤

70b‧‧‧第二齒盤

72‧‧‧緊固件

110‧‧‧自行車

112‧‧‧自行車驅動單元

114‧‧‧底部托架外殼

114a‧‧‧第一軸向端部

114b‧‧‧第二軸向端部

120‧‧‧第一底部托架

121‧‧‧第二底部托架

121a‧‧‧第一軸向端部部份

121b‧‧‧第二軸向端部部份

122‧‧‧曲柄軸

124‧‧‧第一馬達

125‧‧‧第二馬達

126‧‧‧輸出構件附接件

128‧‧‧輸出構件

130‧‧‧第一曲柄臂

132‧‧‧第二曲柄臂

134‧‧‧軸承單元

135‧‧‧軸承單元

141‧‧‧外螺紋部份

143‧‧‧內螺紋部份

144‧‧‧第一端部部份

146‧‧‧第二端部部份

149‧‧‧中心通孔

150‧‧‧第一罩殼

151‧‧‧第三罩殼

153‧‧‧第四罩殼

155‧‧‧第二轉子

157‧‧‧第二定子

159‧‧‧第二磁鐵

163‧‧‧定子齒

165‧‧‧線圈線

210‧‧‧自行車

212‧‧‧自行車驅動單元

214‧‧‧底部托架外殼

220‧‧‧第一底部托架

222‧‧‧曲柄軸

224‧‧‧馬達

226‧‧‧輸出構件附接件

228‧‧‧輸出構件

230‧‧‧第一曲柄臂

234‧‧‧軸承單元

244‧‧‧第一端部部份

246‧‧‧第二端部部份

248‧‧‧中心通孔

250‧‧‧第一罩殼

252‧‧‧第二罩殼

254‧‧‧轉子

256‧‧‧定子

258‧‧‧磁鐵

262‧‧‧定子齒

264‧‧‧線圈線

266‧‧‧周邊部份

274‧‧‧磁鐵收容部份

274a‧‧‧內部空間

276‧‧‧定子收容部份

276a‧‧‧內部空間

282‧‧‧環狀構件

284‧‧‧凸緣

286‧‧‧環狀構件

288‧‧‧底部

288a‧‧‧中心通孔

310‧‧‧自行車

312‧‧‧自行車驅動單元

314‧‧‧底部托架外殼

320‧‧‧第一底部托架

322‧‧‧曲柄軸

324‧‧‧馬達

326‧‧‧輸出構件附接件

328‧‧‧輸出構件

330‧‧‧第一曲柄臂

334‧‧‧軸承單元

344‧‧‧第一端部部份

346‧‧‧第二端部部份

348‧‧‧中心通孔

350‧‧‧第一罩殼

352‧‧‧第二罩殼

354‧‧‧轉子

356‧‧‧定子

358a‧‧‧第一磁鐵

358b‧‧‧第二磁鐵

362‧‧‧定子齒

364‧‧‧線圈線

366‧‧‧周邊部份

378‧‧‧第一側壁

380‧‧‧第二側壁

382‧‧‧第一面向軸向表面

384‧‧‧第二面向軸向表面

X1‧‧‧旋轉軸線

圖1為根據第一實施例的具有馬達的自行車驅動單元的側視圖。

圖2為圖1所示的自行車驅動單元的馬達的剖面圖。

圖3為沿圖1中的III-III線所取的圖1所示 的自行車驅動單元的剖面圖。

圖4為圖3所示的自行車驅動單元的分解剖面圖。

圖5為根據第二實施例的具有一對馬達的自行車驅動單元的剖面圖。

圖6為根據第三實施例的具有馬達的自行車驅動單元的剖面圖。

圖7為圖6所示的自行車驅動單元的分解剖面圖。

圖8為根據第四實施例的具有馬達的自行車驅動單元的剖面圖。

圖9為圖8所示的自行車驅動單元的分解剖面圖。

以下參考圖式說明選定的實施例。對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，以下的實施例的敘述只是被提供來舉例說明，而非要限制由附隨的申請專利範圍及其等效物所界定的本發明。

首先參考圖1，圖中顯示電輔助式自行車10(例如自行車)的包含根據第一實施例的自行車驅動單元12的傳動系統(drive train)的右側視圖。如在圖3中最佳顯示的，自行車驅動單元12基本上包含第一底部托架20、曲柄軸22、及馬達24(例如第一馬達)。在舉例說 明的實施例中，如圖1及3所示，自行車驅動單元12另外包含多個輸出構件附接件26、輸出構件28、第一曲柄臂30、第二曲柄臂32、及軸承單元34。

在舉例說明的實施例中，一對踏板(未顯示)分別被可旋轉地安裝於第一及第二曲柄臂30及32的自由端部。第一及第二曲柄臂30及32的內側端部分別被固定於曲柄軸22的兩相反端部。輸出構件28相對於曲柄軸22被不可旋轉地安裝。後鏈輪(未顯示)以傳統方式被安裝在後車輪的後輪轂軸上。

以自行車驅動單元12，作用在踏板上的踩踏力經由鏈條而被傳輸至被可繞後車輪的後輪轂軸旋轉地設置的後鏈輪。明確地說，來自第一及第二曲柄臂30及32的踩踏力經由曲柄軸22而被傳輸至輸出構件28。另外，馬達24的旋轉輸出從馬達24被傳輸至輸出構件28。在舉例說明的實施例中，自行車驅動單元12將踩踏力與馬達24的旋轉輸出結合成為輔助動力以輔助騎車者騎乘自行車10。

在舉例說明的實施例中，自行車驅動單元12藉著扭力感測器單元而偵測相應於作用在曲柄軸22上的轉矩的力。在此自行車驅動單元12中，當測得的值超過預設位準時，馬達24被開啟以產生相應於踩踏力的成為輔助動力的轉矩。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，馬達24可根據由轉矩感測器、力感測器、或其他感測器所測得的偵測值而被控制。自行車驅動單元 12被配置於在自行車車架的座管(seat tube)的下方端部部份與自行車車架的下管(down tube)的後方端部部份之間的連接部份的附近。明確地說，在舉例說明的實施例中，自行車驅動單元12被附接於自行車10的自行車車架的底部托架外殼14。電池(未顯示)沿著後載架(rear carrier)、下管、或座管被配置，以用來供應驅動電力至馬達24。

如圖2所示，以自行車驅動單元12，曲柄軸22的旋轉軸線與馬達24的旋轉軸線被彼此同軸地配置。在下文中，此一致的旋轉軸線被稱為自行車驅動單元12的旋轉軸線X1。

如圖3所示，第一底部托架20為供曲柄軸22延伸通過的圓筒形構件。第一底部托架20經由軸承單元34而將曲柄軸22相對於自行車10的底部托架外殼14可旋轉地支撐。明確地說，第一底部托架20被建構成被耦接於自行車10的底部托架外殼14的第一軸向端部14a。第一底部托架20具有外螺紋部份40，而此外螺紋部份40被建構成以螺紋耦接於底部托架外殼14的內螺紋部份42。在舉例說明的實施例中，外螺紋部份40形成在第一底部托架20的第一軸向端部部份20a的外周邊表面上。以此配置，第一底部托架20被不可旋轉地且螺紋式地耦接於底部托架外殼14。但是，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，第一底部托架20可以用不同的傳統方式被耦接於底部托架外殼14。另外，第一底部托架20具 有與第一軸向端部部份20a在軸向上相反的第二軸向端部部份20b。在舉例說明的實施例中，第一軸向端部部份20a被收容在底部托架外殼14內，而第二軸向端部部份20b在軸向上被設置在底部托架外殼14的外部。可替代地或可附加地，自行車驅動單元12也可包含被耦接於底部托架外殼14的與第一軸向端部14a相反的第二軸向端部的第二底部托架(未顯示)。除了第二底部托架係以相對於第一底部托架20成鏡像對稱的方式相對於底部托架外殼14被配置之外，第二底部托架與第一底部托架20相同。第二底部托架也於與軸承單元34在軸向上隔開的位置處經由軸承單元(未顯示)而可旋轉地支撐曲柄軸22。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，第一底部托架20可以與第二底部托架成整體地形成。第一底部托架20是由傳統上被用於自行車底部托架的材料例如鋁、鋼、及類似者製成。

如圖3所示，曲柄軸22被插入通過自行車10的底部托架外殼14。曲柄軸22被第一底部托架20相對於旋轉軸線X1可旋轉地支撐。明確地說，曲柄軸22經由軸承單元34而相對於底部托架外殼14被可旋轉地支撐。曲柄軸22具有第一端部部份44及第二端部部份46。如圖1及3所示，第一及第二曲柄臂30及32分別被可拆卸地附接於第一及第二端部部份44及46，使得第一及第二曲柄臂30及32被配置在底部托架外殼14的軸向外部。在舉例說明的實施例中，第一及第二曲柄臂30及32係以 傳統方式例如壓入配合、螺紋接合、熔接、及類似者而分別被可拆卸地耦接於第一及第二端部部份44及46。可替代地或是視情況而定，第一及第二曲柄臂30及32中的一個可被不可拆卸地耦接於曲柄軸22。舉例而言，第一曲柄臂30可以與曲柄軸22成整體地形成為單件式的單元構件。曲柄軸22可由傳統上用於自行車曲柄軸的材料例如鋁、鋼、及類似者製成。

如圖2及3所示，馬達24具有供曲柄軸22延伸通過的中心通孔48。中心通孔48被配置在馬達24的旋轉中心部份處。馬達24被配置成使得其旋轉軸線與曲柄軸22的旋轉軸線同軸。馬達24包含第一罩殼50、第二罩殼52、轉子54(例如第一轉子)、及定子56(例如第一定子)。基本上，曲柄軸22被耦接於第一罩殼50。明確地說，第一罩殼50被不可旋轉地耦接於曲柄軸22。第二罩殼52被不可旋轉地耦接於底部托架外殼14。轉子54具有被設置在第一罩殼50上的多個磁鐵58(例如第一磁鐵)。定子56被不可旋轉地耦接於第一底部托架20。定子56(例如第一定子)具有被固定地附接於第一底部托架20的多個定子齒(stator teeth)62、及捲繞定子齒62的多個線圈線(coil wires)64。磁鐵58與定子56的定子齒62相對於曲柄軸22的旋轉軸線X1在徑向上彼此面對。在舉例說明的實施例中，馬達24為三相直流(DC)馬達。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，馬達24可為其他類型的無刷或有刷DC馬達。 在舉例說明的實施例中，如圖2及3所示，馬達24為外側轉子馬達(outer rotor motor)。換句話說，馬達24具有相對於內側定子總成被設置在徑向外側的外側轉子總成。

如圖4所示，第一罩殼50概括地為具有周邊部份或側壁66的杯形構件。第一罩殼50具有有鋸齒50a的中心通孔。第一罩殼50的鋸齒50a被不可旋轉地且被可拆卸地耦接於曲柄軸22。明確地說，曲柄軸22延伸通過第一罩殼50的中心通孔，使得曲柄軸22的鋸齒溝槽22a與第一罩殼50的鋸齒50a嚙合。因此，第一罩殼50被不可旋轉地耦接於曲柄軸22，使得曲柄軸22的旋轉可被直接傳輸至第一罩殼50。曲柄軸22延伸通過第一罩殼50，使得第一端部部份44在軸向上突出於第一罩殼50的外部。曲柄軸22的第二端部部份46在軸向上突出於底部托架外殼14的外部。在舉例說明的實施例中，曲柄軸22以鋸齒溝槽22a與鋸齒50a之間的耦接而被固定地耦接於第一罩殼50。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，曲柄軸22可以用不同方式例如壓入配合、螺紋接合、熔接、及類似者而被不可旋轉地耦接於第一罩殼50。另外，可替代地，曲柄軸22可與第一罩殼50成整體地形成為單件式的單元構件。第一罩殼50可由傳統上用於馬達罩殼的材料例如鋁、鋼、及類似者製成。

如圖4所示，第二罩殼52概括地為盤形構件。第二罩殼52具有供第一底部托架20穿過地設置的中 心通孔52a。第二罩殼52被不可旋轉地耦接於底部托架外殼14。明確地說，第二罩殼52被不可旋轉地且被固定地耦接於第一底部托架20在第一軸向端部部份20a與第二軸向端部部份20b之間的軸向中間部份。因此，第二罩殼52在第一罩殼50繞旋轉軸線X1旋轉的情況下相對於第一底部托架20固定不動。在舉例說明的實施例中，第二罩殼52是以傳統方式例如壓入配合、螺紋接合、熔接、及類似者而被固定地耦接於第一底部托架20。或者，第二罩殼52可與第一底部托架20成整體地形成為單件式的單元構件。第二罩殼52可由傳統上用於馬達罩殼的材料例如鋁、鋼、及類似者製成。第二罩殼52具有實質上等於或稍微小於第一罩殼50的周邊部份66的內部直徑的直徑。因此，如圖3所示，在第二罩殼52在軸向上對準於第一罩殼50的周邊部份66的邊緣的情況下，第二罩殼52相對於第一罩殼50的周邊部份66被配置在徑向內側。另外，在舉例說明的實施例中，馬達24另外具有在第一罩殼50與第二罩殼52之間的密封件24a，以界定密封空間24b。密封件24a可為防水滑脂(waterproof grease)，例如矽酮(silicone)滑脂、輪形或環形密封件，例如O形環、及類似者。因此，轉子54及定子56係以防水方式被配置在密封空間24b內。

如圖2及4所示，轉子54的磁鐵58是用黏著劑而被固定地附接於第一罩殼50的周邊部份66的內周邊表面66b。明確地說，如圖2所示，磁鐵58係沿著周 邊部份66的內周邊表面66b在圓周上被配置。在舉例說明的實施例中，轉子54具有十八個磁鐵58。但是，轉子54當然可具有多於或少於十八個磁鐵58。轉子54相對於定子56被可旋轉地支撐。明確地說，轉子54相對於旋轉軸線X1被配置在相對於定子56的徑向外側，因而形成外側轉子型馬達。

如圖2及4所示，定子56的定子齒62沿著第一底部托架20的第二軸向端部部份20b的外周邊表面在圓周上被配置。在舉例說明的實施例中，定子56具有八個定子齒62。但是，定子56當然可具有多於或少於八個定子齒62。定子齒62被固定地耦接於第一底部托架20的第二軸向端部部份20b。線圈線64以傳統方式分別捲繞定子齒62。

在舉例說明的實施例中，馬達24是由換流器(inverter)(未顯示)驅動，而換流器是由馬達控制器(未顯示)驅動。馬達控制器根據自行車的踩踏力及速率而控制換流器。更明確地說，馬達控制器被電連接於定子56，且可與定子56一起被設置在密封空間24b中。因為馬達24為外側轉子型馬達，所以可使馬達24的驅動轉矩較高。可替代地或是視情況而定，馬達24可被建構成不具有節制器(moderator)。如此，可使馬達24的重量較輕。

如圖2至4所示，輸出構件附接件26被設置在第一罩殼50的周邊部份66的外周邊表面66a上。輸出 構件附接件26係沿著周邊部份66的外周邊表面66a在圓周上被配置於彼此之間有相等間隔之處。輸出構件附接件26是用黏著劑或任何其他合適的方式被緊固地耦接於周邊部份66的外周邊表面66a，使得輸出構件附接件26與第一罩殼50一起旋轉。在舉例說明的實施例中，五個輸出構件附接件26被固定地耦接於第一罩殼50。但是，輸出構件附接件26的數目可依需要及/或所想要的多於或少於五個。輸出構件附接件26分別具有通孔26a。輸出構件28被可拆卸地耦接於輸出構件附接件26，使得馬達24將旋轉輸出傳輸至輸出構件28。輸出構件28包含以緊固件72(見圖1)而被可拆卸地耦接於輸出構件附接件26的第一齒盤70a及第二齒盤70b(例如齒盤)。在舉例說明的實施例中，如圖3及4所示，第一及第二齒盤70a及70b被可拆卸地耦接於輸出構件附接件26，使得輸出構件附接件26在軸向上被設置在第一齒盤70a與第二齒盤70b之間。在舉例說明的實施例中，緊固件72被設置穿過第一及第二齒盤70a及70b的附接孔以及穿過輸出構件附接件26的通孔26a。緊固件72將第一及第二齒盤70a及70b緊固於輸出構件附接件26，因而將第一及第二齒盤70a及70b穩固地緊固於馬達24的第一罩殼50。因此，第一及第二齒盤70a及70b與馬達24的第一罩殼50及曲柄軸22一起成整體地旋轉。緊固件72包含用來將傳統的齒盤緊固於傳統的自行車曲柄臂的傳統的緊固構件。因此，緊固件72的詳細敘述為簡潔起見被省略。但是， 在舉例說明的實施例中，緊固件72的每一個包含一對螺栓及螺母。因此，以此自行車驅動單元12，第一及第二齒盤70a及70b可被自由地更換。

在舉例說明的實施例中，第一曲柄臂30被可拆卸地耦接於曲柄軸22的第一端部部份44，而第二曲柄臂32(見圖1)被可拆卸地耦接於曲柄軸22的第二端部部份46。第一及第二曲柄臂30及32可為傳統的自行車曲柄臂，且可用傳統方式而被不可旋轉地耦接於曲柄軸22。可替代地或是視情況而定，第一曲柄臂30可被固定地耦接於第一罩殼50的軸向外側表面，或是可與第一罩殼50成整體地形成為單件式的單元構件。

如圖3及4所示，軸承單元34將曲柄軸22相對於第一底部托架20可旋轉地支撐。明確地說，軸承單元34在徑向上被設置在曲柄軸22與第一底部托架20之間。特別是，軸承單元34被設置在第一底部托架20的第二軸向端部部份20b的內周邊表面上。另外，如上所述，自行車驅動單元12可包含附加(additional)軸承單元。曲柄軸22是由在軸向上被配置成沿著旋轉軸線X1具有間隔的軸承單元34及附加軸承單元可旋轉地支撐，使得曲柄軸22繞旋轉軸線X1相對於底部托架外殼14旋轉。軸承單元34及附加軸承單元為包含滾珠(ball)或滾柱(roller)軸承的傳統軸承單元。明確地說，如圖4所示，軸承單元34包含圓筒形的內座圈(inner race)34a及多個滾珠或滾柱34b。內座圈34a在第一底部托架20 的第二軸向端部部份20b處被設置於第一底部托架20的內部。內座圈34a被固定地且不可旋轉地耦接於曲柄軸22。滾珠34b被設置在內座圈34a與第一底部托架20的第二軸向端部部份20b之間。滾珠34b將內座圈34a相對於第一底部托架20可旋轉地支撐，因而將曲柄軸22相對於第一底部托架20可旋轉地支撐。以軸承單元34，第一底部托架20作用成為軸承單元34的外座圈(outer race)。但是，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，軸承單元34可包含成為與第一底部托架20分開的構件的外座圈。

以自行車驅動單元12，作用在第一及第二曲柄臂30及32上的踩踏力經由曲柄軸22及第一罩殼50而被傳輸至輸出構件28。另外，馬達24的旋轉輸出從馬達24經由第一罩殼50而被傳輸至輸出構件28。在舉例說明的實施例中，馬達24的第一罩殼50將來自第一及第二曲柄臂30及32的踩踏力與馬達24的旋轉輸出結合成為輔助動力，以輔助騎車者騎乘自行車10。明確地說，輸出構件28的旋轉輸出經由鏈條而被傳輸至被可繞後車輪的後輪轂軸旋轉地設置的後鏈輪。可替代地或是可附加地，自行車驅動單元12也可包含用來將踩踏力與馬達24的旋轉輸出結合的齒輪機構。

以自行車驅動單元12，曲柄軸22的旋轉軸線與馬達24的旋轉軸線被配置成彼此同軸。因此，可使自行車驅動單元12較為緊湊或小型化(compact)。

自行車驅動單元12可藉著只是將第一底部托架20以螺紋緊固於自行車10的底部托架外殼14而被附接於自行車10。因此，可容易地將自行車驅動單元12安裝於傳統的自行車車架。另外，可容易地將自行車驅動單元12從自行車10的底部托架外殼14拆卸，此使得自行車驅動單元12的維修較為容易。

以自行車驅動單元12，轉子54與定子56在徑向上彼此面對。因此，馬達24可產生較大的轉矩。

在舉例說明的實施例中，馬達24的旋轉輸出是在不減速之下被直接傳輸至輸出構件28。但是，馬達24可包含在將馬達24的旋轉輸出與來自第一及第二曲柄臂30及32的踩踏力結合之前改變馬達24的旋轉速率的齒輪減速單元。

第二實施例

現在參考圖5，以下說明根據第二實施例的自行車驅動單元112。除了自行車驅動單元112如以下會說明的包含附接於曲柄軸的兩個軸向端部的一對馬達之外，自行車驅動單元112基本上與自行車驅動單元12相同。自行車驅動單元112被附接於自行車110的自行車車架的底部托架外殼114。底部托架外殼114實質上相同於根據第一實施例的底部托架外殼14。

鑑於第一實施例與第二實施例之間的相似性，與第一實施例的部份或零件相同的第二實施例的部份 或零件會被給予與第一實施例的部份或零件相同的參考數字。並且，與第一實施例的部份或零件在功能上相同及/或實質上相同的此第二實施例的部份或零件會被給予相同的參考數字但是加上「100」來加以標示。無論如何，與第一實施例的部份或零件實質上相同的第二實施例的部份或零件的敘述為簡潔起見可能會被省略。但是，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，除了如此處所討論及/或顯示者之外，第一實施例的敘述及顯示也適用於此第二實施例。

如圖5所示，自行車驅動單元112基本上包含第一底部托架120、曲柄軸122、及第一馬達124。另外，自行車驅動單元112包含多個輸出構件附接件126、輸出構件128、第一曲柄臂130、第二曲柄臂132、及軸承單元134。在舉例說明的實施例中，第一底部托架120、曲柄軸122、第一馬達124、輸出構件附接件126、輸出構件128、第一曲柄臂130、第二曲柄臂132、及軸承單元134分別與根據第一實施例的第一底部托架20、曲柄軸22、馬達24、輸出構件附接件26、輸出構件28、第一曲柄臂30、第二曲柄臂32、及軸承單元34實質上相同。因此，這些部份或零件的詳細敘述為簡潔起見會被省略。

自行車驅動單元112另外包含第二底部托架121及第二馬達125。在舉例說明的實施例中，自行車驅動單元112也包含第二軸承135。以自行車驅動單元 112，曲柄軸122的旋轉軸線、第一馬達124的旋轉軸線、及第二馬達125的旋轉軸線被彼此同軸地配置。在下文中，此一致的旋轉軸線被稱為自行車驅動單元112的旋轉軸線X1。

如圖5所示，第一底部托架120被建構成被耦接於底部托架外殼114的第一軸向端部114a，而第二底部托架121被建構成被耦接於底部托架外殼114的第二軸向端部114b。底部托架外殼114的第二軸向端部114b係沿著自行車驅動單元112的旋轉軸線X1相反於第一軸向端部114a。第二底部托架121實質上相同於第一底部托架120。第二底部托架121相對於第一底部托架120被鏡像對稱地配置。因此，第二底部托架121的詳細敘述為簡潔起見會被省略。第二底部托架121經由軸承單元135而將曲柄軸122相對於自行車110的底部托架外殼114可旋轉地支撐。明確地說，如圖5所示，第二底部托架121具有外螺紋部份141，而此外螺紋部份141被建構成以螺紋耦接於底部托架外殼114的內螺紋部份143。在舉例說明的實施例中，外螺紋部份141形成在第二底部托架121的第一軸向端部部份121a的外周邊表面上。以此組態，第二底部托架121被不可旋轉地且被螺紋式地耦接於底部托架外殼114。但是，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，第二底部托架121可以用不同的傳統方式被耦接於底部托架外殼114。另外，第二底部托架121具有與第一軸向端部部份121a在軸向上相反的第二軸向端部部份 121b。在舉例說明的實施例中，第一軸向端部部份121a被收容在底部托架外殼114內，而第二軸向端部部份121b在軸向上被設置在底部托架外殼114的外部。第二底部托架121可由傳統上用於自行車底部托架的材料例如鋁、鋼、及類似者製成。

曲柄軸122被第二底部托架121可旋轉地支撐。曲柄軸122實質上相同於根據第一實施例的曲柄軸22，但是可比曲柄軸22長，以用來將第二馬達125在軸向上配置在底部托架外殼114與第二曲柄臂132之間。如圖5所示，曲柄軸122軸向延伸通過第一馬達124、第一底部托架120、底部托架外殼114、第二底部托架121、及第二馬達125。曲柄軸122具有在軸向上分別突出於第一馬達124及第二馬達125的外部的第一端部部份144及第二端部部份146。第一曲柄臂130被可拆卸地耦接於曲柄軸122的第一端部部份144，而第二曲柄臂132被可拆卸地耦接於曲柄軸122的第二端部部份146。在舉例說明的實施例中，第一及第二曲柄臂130及132係以傳統方式例如壓入配合、螺紋接合、熔接、及類似者而分別被可拆卸地耦接於第一及第二端部部份144及146。可替代地或是視情況而定，第一及第二曲柄臂130及132中的一個可被不可拆卸地耦接於曲柄軸122。舉例而言，第一曲柄臂130可以與曲柄軸122成整體地形成為單件式的單元構件。曲柄軸122可由傳統上用於自行車曲柄軸的材料例如鋁、鋼、及類似者製成。

如圖5所示，第二馬達125具有供曲柄軸122延伸通過的中心通孔149。中心通孔149被配置在第二馬達125的旋轉中心部份處。第二馬達125被配置成使得其旋轉軸線與曲柄軸122的旋轉軸線同軸。第二馬達125實質上相同於第一馬達124，且因此實質上相同於根據第一實施例的馬達24。第二馬達125係以相對於第一馬達124成鏡像對稱的方式相對於底部托架外殼114被配置。因此，第二馬達125的詳細敘述為簡潔起見會被省略。第二馬達125包含馬達24及第一馬達124的所有特徵，除了用來附接輸出構件28及128的輸出構件附接件26及126並未被設置於第二馬達125。

第二馬達125包含第三罩殼151、第四罩殼153、第二轉子155、及第二定子157。第三罩殼151被不可旋轉地耦接於曲柄軸122。第四罩殼153被不可旋轉地耦接於第二底部托架121。第二轉子155具有被設置在第三罩殼151上的多個(例如十八個)第二磁鐵159。第二定子157被不可旋轉地耦接於第二底部托架121。第二定子157具有被固定地附接於第二底部托架121的多個(例如八個)定子齒163、及捲繞定子齒163的多個線圈線165。第二磁鐵159與第二定子157的定子齒163相對於曲柄軸122的旋轉軸線X1在徑向上彼此面對。在舉例說明的實施例中，第三罩殼151、第四罩殼153、第二轉子155、及第二定子157實質上相同於根據第一實施例的第一罩殼50、第二罩殼52、轉子54、及定子56。因此，詳 細的敘述為簡潔起見會被省略。另外，第二轉子155的第二磁鐵159及第二定子157的定子齒163及線圈線165也實質上相同於根據第一實施例的轉子54的磁鐵58及定子56的定子齒62及線圈線64。因此，詳細的敘述為簡潔起見會被省略。在舉例說明的實施例中，第一及第二馬達124及125為三相直流(DC)馬達。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，第一及第二馬達124及125可為其他類型的無刷或有刷DC馬達。在舉例說明的實施例中，第一及第二馬達124及125為外側轉子馬達。換句話說，第一及第二馬達124及125具有相對於內側定子總成被設置在徑向外側的外側轉子總成。

在舉例說明的實施例中，第一及第二馬達124及125是由換流器(未顯示)驅動，而換流器是由馬達控制器(未顯示)驅動。馬達控制器根據自行車的踩踏力及速率而控制換流器。更明確地說，馬達控制器被電連接於第一及第二馬達124及125。

以自行車驅動單元112，作用在第一及第二曲柄臂130及132上的踩踏力經由曲柄軸122及第一馬達124的第一罩殼150而被傳輸至輸出構件128。另一方面，第一馬達124的旋轉輸出如由圖5中的箭頭所指示的從第一馬達124經由第一罩殼150而被傳輸至輸出構件128。另外，第二馬達125經由曲柄軸122而傳輸旋轉輸出。明確地說，第二馬達125的旋轉輸出如由圖5中的箭頭所指示的從第二馬達125經由第三罩殼151、曲柄軸 122、及第一罩殼150而被傳輸至輸出構件128。在舉例說明的實施例中，第一馬達124的第一罩殼150將來自第一及第二曲柄臂130及132的踩踏力與第一及第二馬達124及125的旋轉輸出結合成為輔助動力，以輔助騎車者騎乘自行車110。明確地說，輸出構件128的旋轉輸出經由鏈條而被傳輸至被可繞後車輪的後輪轂軸旋轉地設置的後鏈輪。可替代地或是可附加地，自行車驅動單元112也可包含用來將踩踏力與第一及第二馬達124及125的旋轉輸出結合的齒輪機構。

以自行車驅動單元112，因為第一及第二馬達124及125被設置用來產生輔助動力，所以可獲得較大的輔助動力，或是可使第一及第二馬達124及125的每一個較小而用以產生相同的輔助動力。

第三實施例

現在參考圖6及7，以下說明根據第三實施例的自行車驅動單元212。除了自行車驅動單元212如以下會說明的包含分別被收容在密封空間中的轉子及定子之外，自行車驅動單元212基本上與自行車驅動單元12相同。自行車驅動單元212被附接於自行車210的自行車車架的底部托架外殼214。底部托架外殼214實質上相同於根據第一實施例的底部托架外殼14。

鑑於第一實施例與第三實施例之間的相似性，與第一實施例的部份或零件相同的第三實施例的部份 或零件會被給予與第一實施例的部份或零件相同的參考數字。並且，與第一實施例的部份或零件在功能上相同及/或實質上相同的此第三實施例的部份或零件會被給予相同的參考數字但是加上「200」來加以標示。無論如何，與第一實施例的部份或零件實質上相同的第三實施例的部份或零件的敘述為簡潔起見可能會被省略。但是，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，除了如此處所討論及/或顯示者之外，第一實施例的敘述及顯示也適用於此第三實施例。

如圖6所示，自行車驅動單元212基本上包含第一底部托架220、曲柄軸222、及馬達224。另外，自行車驅動單元212包含多個輸出構件附接件226、輸出構件228、第一曲柄臂230、第二曲柄臂(未顯示)、及軸承單元234。第一底部托架220、曲柄軸222、輸出構件附接件226、輸出構件228、第一曲柄臂230、第二曲柄臂、及軸承單元234分別實質上相同於根據第一實施例的第一底部托架20、曲柄軸22、輸出構件附接件26、輸出構件28、第一曲柄臂30、第二曲柄臂32、及軸承單元34。因此，這些部份或零件的詳細敘述為簡潔起見會被省略。在舉例說明的實施例中，第一底部托架220被耦接於底部托架外殼214的第一軸向端部。可替代地或是可附加地，自行車驅動單元212也包含被耦接於底部托架外殼214的相反於第一軸向端部的第二軸向端部的第二底部托架(未顯示)。除了第二底部托架係以相對於第一底部托 架220成鏡像對稱的方式相對於底部托架外殼214被配置之外，第二底部托架與第一底部托架220相同。第二底部托架也於與軸承單元234在軸向上隔開的位置處經由軸承單元(未顯示)而可旋轉地支撐曲柄軸222。在舉例說明的實施例中，第一曲柄臂230被可拆卸地耦接於曲柄軸222的第一端部部份244，而第二曲柄臂被可拆卸地耦接於曲柄軸222的第二端部部份246。

如圖7所示，馬達224除了以下會說明的特徵外基本上與根據第一實施例的馬達24相同。以自行車驅動單元212，曲柄軸222的旋轉軸線與馬達224的旋轉軸線被彼此同軸地配置。在下文中，此一致的旋轉軸線被稱為自行車驅動單元212的旋轉軸線X1。在舉例說明的實施例中，馬達224具有供曲柄軸222延伸通過的中心通孔248。中心通孔248被配置在馬達224的旋轉中心部份處。馬達224被配置成使得其旋轉軸線與曲柄軸222的旋轉軸線同軸。如圖7所示，馬達224包含第一罩殼250、第二罩殼252、轉子254(例如第一轉子)、及定子256(例如第一定子)。基本上，曲柄軸222被耦接於第一罩殼250。明確地說，第一罩殼250被不可旋轉地耦接於曲柄軸222。第二罩殼252被不可旋轉地耦接於底部托架外殼214。轉子254具有被設置在第一罩殼250上的多個磁鐵258(例如第一磁鐵)。定子256被不可旋轉地耦接於第一底部托架220。定子256(例如第一定子)具有被固定地附接於第一底部托架220的多個定子齒262、及捲繞 定子齒262的多個線圈線264。磁鐵258與定子256的定子齒262相對於曲柄軸222的旋轉軸線X1在徑向上彼此面對。在舉例說明的實施例中，馬達224為三相直流(DC)馬達。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，馬達224可為其他類型的無刷或有刷DC馬達。在舉例說明的實施例中，馬達224為外側轉子馬達。換句話說，馬達224具有相對於內側定子總成被設置在徑向外側的外側轉子總成。

在舉例說明的實施例中，如圖7所示，第一罩殼250具有磁鐵收容部份274，而第二罩殼252具有定子收容部份276。磁鐵收容部份274將磁鐵258(例如第一磁鐵)收容在磁鐵收容部份274的內部空間274a內。定子收容部份276將定子256(例如第一定子)收容在定子收容部份276的內部空間276a內。在舉例說明的實施例中，第一罩殼250的磁鐵收容部份274及第二罩殼252的定子收容部份276是由非磁性材料製成。

如圖7所示，除了第一罩殼250另外具有磁鐵收容部份274之外，第一罩殼250實質上相同於根據第一實施例的第一罩殼50。磁鐵收容部份274基本上為環狀構件282，而此環狀構件282在其軸向端部處具有凸緣284。環狀構件282沿著自行車驅動單元212的旋轉軸線X1軸向地延伸，而凸緣284從環狀構件282的軸向端部徑向向外延伸。磁鐵收容部份274係以黏著劑而被固定地耦接於第一罩殼250的周邊部份266。在舉例說明的實施 例中，凸緣284具有實質上等於或稍微小於第一罩殼250的周邊部份266的內部直徑的外部直徑。另外，環狀構件282具有實質上等於沿著自行車驅動單元212的旋轉軸線X1所測量的第一罩殼250的內部深度的軸向尺寸。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，磁鐵收容部份274可以用不同方式例如壓入配合、螺紋接合、熔接、及類似者而被耦接於第一罩殼250。磁鐵收容部份274相對於周邊部份266被設置在周邊部份266的徑向內側，以在二者之間界定繞自行車驅動單元212的旋轉軸線X1的磁鐵收容部份274的環狀的內部空間274a。內部空間274a為密封空間，以用來以防水方式將磁鐵258收容在內部空間274a內。轉子254的磁鐵258與根據第一實施例的轉子54的磁鐵58相同。詳細的敘述為簡潔起見會被省略。

如圖7所示，除了第二罩殼252另外具有定子收容部份276之外，第二罩殼252實質上相同於根據第一實施例的第二罩殼52。定子收容部份276基本上為環狀構件286，而此環狀構件286在其軸向端部處具有底部288。環狀構件286沿著自行車驅動單元212的旋轉軸線X1軸向地延伸，而底部288從環狀構件286的軸向端部徑向向內延伸。定子收容部份276係以黏著劑而被固定地耦接於第二罩殼252。在舉例說明的實施例中，定子收容部份276的環狀構件286具有稍微小於磁鐵收容部份274的環狀構件282的內部直徑的外部直徑。因此，如圖6所 示，磁鐵收容部份274與定子收容部份276在徑向上彼此面對。明確地說，定子收容部份276相對於磁鐵收容部份274被配置在徑向內側。另外，在舉例說明的實施例中，底部288具有供第一底部托架220穿過地設置的中心通孔288a。中心通孔288a具有實質上等於或稍微大於第一底部托架220的外部直徑的內部直徑。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，定子收容部份276可以用不同方式例如壓入配合、螺紋接合、熔接、及類似者而被耦接於第二罩殼252。定子收容部份276被設置在第一底部托架220的徑向外側，以界定繞自行車驅動單元212的旋轉軸線X1的定子收容部份276的環狀的內部空間276a。內部空間276a為密封空間，以用來以防水方式將定子256收容在內部空間276a內。定子256與根據第一實施例的定子56相同。詳細的敘述為簡潔起見會被省略。

以自行車驅動單元212，作用在第一曲柄臂230及第二曲柄臂上的踩踏力經由曲柄軸222及第一罩殼250而被傳輸至輸出構件228。另外，馬達224的旋轉輸出從馬達224經由第一罩殼250而被傳輸至輸出構件228。在舉例說明的實施例中，馬達224的第一罩殼250將踩踏力與馬達224的旋轉輸出結合成為輔助動力，以輔助騎車者騎乘自行車210。明確地說，輸出構件228的旋轉輸出經由鏈條而被傳輸至被可繞後車輪的後輪轂軸旋轉地設置的後鏈輪。可替代地或是可附加地，自行車驅動單元212也可包含用來將踩踏力與馬達224的旋轉輸出結合 的齒輪機構。

在舉例說明的實施例中，磁鐵收容部份274及定子收容部份276的形狀不限於如圖7所示的形狀，只要磁鐵收容部份274將磁鐵258收容在磁鐵收容部份274的內部空間274a內且定子收容部份276將定子256收容在定子收容部份276的內部空間276a內即可。另外，在舉例說明的實施例中，磁鐵收容部份274係獨立地形成為分開的部件。但是，磁鐵收容部份274可以與第一罩殼250成整體地形成為單件式的單元構件。另外，在舉例說明的實施例中，定子收容部份276係獨立地形成為分開的部件。但是，定子收容部份276可以與第二罩殼252成整體地形成為單件式的單元構件。

另外，在舉例說明的實施例中，第一罩殼250的磁鐵收容部份274及第二罩殼252的定子收容部份276是由非磁性材料例如銅、鋁或其他非磁性金屬、合成樹脂、及類似者製成。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，第一罩殼250及第二罩殼252也可由非磁性材料製成。

第四實施例

現在參考圖8及9，以下說明根據第四實施例的自行車驅動單元312。除了自行車驅動單元312如以下會說明的包含在軸向上彼此面對的轉子及定子之外，自行車驅動單元312基本上與自行車驅動單元12相同。自行 車驅動單元312被附接於自行車310的自行車車架的底部托架外殼314。底部托架外殼314實質上相同於根據第一實施例的底部托架外殼14。

鑑於第一實施例與第四實施例之間的相似性，與第一實施例的部份或零件相同的第四實施例的部份或零件會被給予與第一實施例的部份或零件相同的參考數字。並且，與第一實施例的部份或零件在功能上相同及/或實質上相同的此第四實施例的部份或零件會被給予相同的參考數字但是加上「300」來加以標示。無論如何，與第一實施例的部份或零件實質上相同的第四實施例的部份或零件的敘述為簡潔起見可能會被省略。但是，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，除了如此處所討論及/或顯示者之外，第一實施例的敘述及顯示也適用於此第四實施例。

如圖8所示，自行車驅動單元312基本上包含第一底部托架320(例如底部托架)、曲柄軸322、及馬達324。另外，自行車驅動單元312包含多個輸出構件附接件326、輸出構件328、第一曲柄臂330、第二曲柄臂(未顯示)、及軸承單元334。第一底部托架320、曲柄軸322、輸出構件附接件326、輸出構件328、第一曲柄臂330、第二曲柄臂、及軸承單元334分別實質上相同於根據第一實施例的第一底部托架20、曲柄軸22、輸出構件附接件26、輸出構件28、第一曲柄臂30、第二曲柄臂32、及軸承單元34。因此，這些部份或零件的詳細敘 述為簡潔起見會被省略。在舉例說明的實施例中，第一底部托架320被建構成被耦接於自行車310的底部托架外殼314。明確地說，第一底部托架320被耦接於底部托架外殼314的第一軸向端部。另外，曲柄軸322經由軸承單元334而被第一底部托架320可旋轉地支撐。可替代地或是可附加地，自行車驅動單元312也可包含被耦接於底部托架外殼314的相反於第一軸向端部的第二軸向端部的第二底部托架(未顯示)。除了第二底部托架係以相對於第一底部托架320成鏡像對稱的方式相對於底部托架外殼314被配置之外，第二底部托架與第一底部托架320相同。第二底部托架也於與軸承單元334在軸向上隔開的位置處經由軸承單元(未顯示)而可旋轉地支撐曲柄軸322。在舉例說明的實施例中，第一曲柄臂330被可拆卸地耦接於曲柄軸322的第一端部部份344，而第二曲柄臂被可拆卸地耦接於曲柄軸322的第二端部部份346。

如圖9所示，馬達324除了以下會說明的特徵外基本上與根據第一實施例的馬達24相同。以自行車驅動單元312，曲柄軸322的旋轉軸線與馬達324的旋轉軸線被彼此同軸地配置。在下文中，此一致的旋轉軸線被稱為自行車驅動單元312的旋轉軸線X1。在舉例說明的實施例中，曲柄軸322被第一底部托架320相對於旋轉軸線X1可旋轉地支撐。如圖9所示，在舉例說明的實施例中，馬達324具有供曲柄軸322延伸通過的中心通孔348。中心通孔348被配置在馬達324的旋轉中心部份 處。馬達324被配置成使得其旋轉軸線與曲柄軸322的旋轉軸線同軸。如圖9所示，馬達324包含第一罩殼350、第二罩殼352、轉子354、及定子356。基本上，曲柄軸322被耦接於第一罩殼350。明確地說，第一罩殼350被不可旋轉地耦接於曲柄軸322。第二罩殼352被不可旋轉地耦接於底部托架外殼314。轉子354具有被設置在第一罩殼350上的多個第一磁鐵358a及多個第二磁鐵358b。定子356被不可旋轉地耦接於第一底部托架320。定子356具有被固定地附接於第一底部托架320的多個定子齒362、及捲繞定子齒362的多個線圈線364。在舉例說明的實施例中，馬達324為三相直流(DC)馬達。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，馬達324可為其他類型的無刷或有刷DC馬達。

如圖9所示，第一罩殼350實質上相同於根據第一實施例的第一罩殼50，除了第一罩殼350另外具有第二側壁380，而此第二側壁380被耦接於第一罩殼350的周邊部份366，使得第二側壁380在軸向上面對第一罩殼350的第一側壁378。第二側壁380基本上為環狀的盤形板件。第二側壁380被固定地耦接於從第一側壁378軸向地延伸的周邊部份366的軸向端部。在舉例說明的實施例中，第二側壁380是以黏著劑而被固定地耦接於第一罩殼350的周邊部份366。當然，對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，第二側壁380可以用不同方式例如壓入配合、螺紋接合、熔接、及類似者而被耦接於第一 罩殼350。在舉例說明的實施例中，第二側壁380具有實質上等於或稍微小於第一罩殼350的周邊部份366的內部直徑的外部直徑。

在舉例說明的實施例中，如圖9所示，第一側壁378具有第一面向軸向表面382，而第二側壁380具有第二面向軸向表面384。換句話說，第一罩殼350具有第一面向軸向表面382及第二面向軸向表面384。第一面向軸向表面382與第二面向軸向表面384相對於曲柄軸322的旋轉軸線X1在軸向上彼此面對。在舉例說明的實施例中，如圖8及9所示，第一磁鐵358a被設置在第一罩殼350的第一面向軸向表面382上，使得第一磁鐵358a與定子356相對於曲柄軸322的旋轉軸線X1在軸向上彼此面對。另外，第二磁鐵358b被設置在第一罩殼350的第二面向軸向表面384上，使得第二磁鐵358b與定子356相對於曲柄軸322的旋轉軸線X1在軸向上彼此面對。明確地說，如圖8所示，定子356在軸向上被設置在第一磁鐵358a與第二磁鐵358b之間。第一磁鐵358a沿著周邊部份366相對於旋轉軸線X1在圓周上被配置在第一面向軸向表面382上，而第二磁鐵358b沿著周邊部份366相對於旋轉軸線X1在圓周上被配置在第二面向軸向表面384上。在舉例說明的實施例中，轉子354具有十八個第一磁鐵358a及十八個第二磁鐵358b。但是，第一磁鐵358a的數目及第二磁鐵358b的數目當然可多於或少於十八個。在舉例說明的實施例中，第二側壁380係獨立 地形成為分開的部件。但是，第二側壁380可與第一罩殼350成整體地形成為單件式的單元構件。

如圖9所示，除了第二罩殼352的尺寸外，第二罩殼352實質上相同於根據第一實施例的第二罩殼52。因此，詳細的敘述為簡潔起見會被省略。在舉例說明的實施例中，第二罩殼352被定尺寸成使得第二罩殼352相對於第一罩殼350的第二側壁380被配置在徑向內側。明確地說，第二罩殼352具有稍微小於第二側壁380的中心通孔的內部直徑的外部直徑。因此，如圖9所示，第二罩殼352可相對於第二側壁380被配置成使得第二罩殼352與第二側壁380在徑向上彼此面對。定子356與根據第一實施例的定子56相同。詳細的敘述為簡潔起見會被省略。

以自行車驅動單元312，作用在第一曲柄臂330及第二曲柄臂332上的踩踏力經由曲柄軸322及第一罩殼350而被傳輸至輸出構件328。另外，馬達324的旋轉輸出從馬達324經由第一罩殼350而被傳輸至輸出構件328。在舉例說明的實施例中，馬達324的第一罩殼350將踩踏力與馬達324的旋轉輸出結合成為輔助動力，以輔助騎車者騎乘自行車310。明確地說，輸出構件328的旋轉輸出經由鏈條而被傳輸至被可繞後車輪的後輪轂軸旋轉地設置的後鏈輪。可替代地或是可附加地，自行車驅動單元312也可包含用來將踩踏力與馬達324的旋轉輸出結合的齒輪機構。

在舉例說明的實施例中，可替代地或是可附加地，馬達324可包含在徑向上於第一罩殼350的第二側壁380與第二罩殼352之間的密封件，以界定馬達324的密封空間。密封件可為防水滑脂，例如矽酮滑脂、輪形或環形密封件，例如O形環、及類似者。在此情況中，轉子354及定子356以防水方式被配置在密封空間內。

在瞭解本發明的範圍時，此處所用的術語「被耦接」或「耦接」涵蓋藉著將一元件直接附加於另一元件而將該元件直接緊固於該另一元件的組態、藉著將該元件附加於一或多個中間構件而將該一或多個中間構件又附加於該另一元件而將該元件間接地緊固於該另一元件的組態、及一個元件與另一個元件成整體亦即一個元件為另一個元件的單元部份的組態。此定義也適用於具有類似意思的字眼，例如術語「被結合」、「被連接」、「被附接」、「被安裝」、「被黏結」、「被固定」及其衍生字。

在瞭解本發明的範圍時，此處所用的術語「包含」及其衍生字是指明確界定所述的特徵、元件、組件、群類、整數、及/或步驟的存在但是不排除其他未述及的特徵、元件、組件、群類、整數、及/或步驟的存在的開放式術語。此也適用於具有類似意義的字眼，例如術語「包括」、「具有」、及其衍生字。

並且，應瞭解雖然此處可能使用術語「第一」及「第二」來敘述各種不同的組件，但是這些組件不 應受到這些術語的限制。這些術語只是被用來區別一個組件與另一個組件。因此，舉例而言，在不離開本發明的教示之下，以上所討論的第一組件可被稱為第二組件，反之亦然。並且，術語「零件」、「區段」、「部份」、「構件」、或「元件」在以單數使用時可具有單一部件或多個部件的雙重意義。最後，此處所用的程度術語例如「大致上或實質上」、「大概或大約」、及「幾近或近似」表示其所修飾的術語具有使得最終結果不會大幅改變的合理偏差量。

雖然只選擇選定的實施例來舉例說明本發明，但是對於熟習此項技術者而言從此揭示很明顯，在不離開如附隨的申請專利範圍中所界定的本發明的範圍下，可實施各種不同的改變及修正。例如，各種不同組件的尺寸、形狀、位置、或定向可依需要及/或所想要的被改變，只要不會在實質上改變其所意欲達成的功能。顯示成為互相直接連接或接觸的組件可有設置在其間的中間結構，除非被明確地敘述並非如此。一個元件的功能可由二個元件來實施，並且反之亦然，除非被明確地敘述並非如此。一個實施例的結構及功能可被採用在另一個實施例中。所有的有利點不須同時呈現在一特別的實施例中。與習知技術不同的每一獨特特徵不論是單獨或與其他特徵組合也應被視為申請人的另外發明的分開敘述，包含由此種特徵所具體實施的結構及/或功能概念。因此，以上根據本發明的實施例的敘述只是舉例說明用，而非以限制由附 隨的申請專利範圍及其等效物所界定的本發明為目的。

10‧‧‧自行車

12‧‧‧自行車驅動單元

14‧‧‧底部托架外殼

14a‧‧‧第一軸向端部

20‧‧‧第一底部托架

20a‧‧‧第一軸向端部部份

20b‧‧‧第二軸向端部部份

22‧‧‧曲柄軸

24‧‧‧馬達

24a‧‧‧密封件

24b‧‧‧密封空間

26‧‧‧輸出構件附接件

26a‧‧‧通孔

28‧‧‧輸出構件

30‧‧‧第一曲柄臂

34‧‧‧軸承單元

34a‧‧‧內座圈

40‧‧‧外螺紋部份

42‧‧‧內螺紋部份

44‧‧‧第一端部部份

46‧‧‧第二端部部份

48‧‧‧中心通孔

70a‧‧‧第一齒盤

70b‧‧‧第二齒盤

X1‧‧‧旋轉軸線

Claims (19)

1. 一種自行車驅動單元，包含：第一底部托架，其被建構成被耦接於自行車的底部托架外殼的第一軸向端部；曲柄軸，其被該第一底部托架相對於旋轉軸線可旋轉地支撐，該曲柄軸具有第一端部部份及第二端部部份；及第一馬達，其包含被不可旋轉地耦接於該曲柄軸的第一罩殼、被不可旋轉地耦接於該底部托架外殼的第二罩殼、具有被設置在該第一罩殼上的第一磁鐵的第一轉子、及被不可旋轉地耦接於該第一底部托架的第一定子，該第一磁鐵與該第一定子相對於該曲柄軸的該旋轉軸線在徑向上彼此面對。
2. 如申請專利範圍第1項所述的自行車驅動單元，另外包含：輸出構件附接件，其被設置在該第一罩殼的周邊部份的外周邊表面上。
3. 如申請專利範圍第1項所述的自行車驅動單元，其中該第一磁鐵係以黏著劑而被固定地附接於該第一罩殼的周邊部份的內周邊表面。
4. 如申請專利範圍第2項所述的自行車驅動單元，另外包含：輸出構件，其被可拆卸地耦接於該輸出構件附接件，使得該第一馬達將旋轉輸出傳輸至該輸出構件。
5. 如申請專利範圍第4項所述的自行車驅動單元，其中該輸出構件為以緊固件而被可拆卸地耦接於該輸出構件附接件的齒盤。
6. 如申請專利範圍第1項所述的自行車驅動單元，其中該第一底部托架具有外螺紋部份，該外螺紋部份被建構成以螺紋耦接於該底部托架外殼的內螺紋部份。
7. 如申請專利範圍第1項所述的自行車驅動單元，其中該曲柄軸被耦接於該第一罩殼。
8. 如申請專利範圍第7項所述的自行車驅動單元，其中該第一罩殼具有被不可旋轉地且被可拆卸地耦接於該曲柄軸的鋸齒。
9. 如申請專利範圍第1項所述的自行車驅動單元，另外包含：第一曲柄臂，其被可拆卸地耦接於該曲柄軸的該第一端部部份。
10. 如申請專利範圍第1項所述的自行車驅動單元，其中該第一馬達另外具有在該第一罩殼與該第二罩殼之間的密封件，以界定密封空間。
11. 如申請專利範圍第1項所述的自行車驅動單元， 另外包含：第二底部托架，其被建構成被耦接於該底部托架外殼的第二軸向端部，其中該底部托架外殼的該第二軸向端部係相反於該底部托架外殼的該第一軸向端部，而該曲柄軸被該第二底部托架可旋轉地支撐；及第二馬達，其包含被不可旋轉地耦接於該曲柄軸的第三罩殼、被不可旋轉地耦接於該第二底部托架的第四罩殼、具有被設置在該第三罩殼上的第二磁鐵的第二轉子、及被不可旋轉地耦接於該第二底部托架的第二定子。
12. 如申請專利範圍第11項所述的自行車驅動單元，其中該第二馬達經由該曲柄軸而傳輸旋轉輸出。
13. 如申請專利範圍第1項所述的自行車驅動單元，其中該第一罩殼具有磁鐵收容部份，該磁鐵收容部份將該第一磁鐵收容在該磁鐵收容部份的內部空間內，且該第二罩殼具有定子收容部份，該定子收容部份將該第一定子收容在該定子收容部份的內部空間內。
14. 如申請專利範圍第13項所述的自行車驅動單元，其中該第一罩殼的該磁鐵收容部份及該第二罩殼的該定子收容部份是由非磁性材料製成。
15. 如申請專利範圍第1項所述的自行車驅動單元，其中 該第一定子具有被固定地附接於該第一底部托架的定子齒、及捲繞該定子齒的線圈線。
16. 如申請專利範圍第1項所述的自行車驅動單元，另外包含：軸承單元，其將該曲柄軸相對於該第一底部托架可旋轉地支撐。
17. 如申請專利範圍第1項所述的自行車驅動單元，其中該第一馬達為三相直流(DC)馬達。
18. 如申請專利範圍第11項所述的自行車驅動單元，另外包含：第二曲柄臂，其被可拆卸地耦接於該曲柄軸的該第二端部部份。
19. 一種自行車驅動單元，包含：底部托架，其被建構成被耦接於自行車的底部托架外殼；曲柄軸，其被該底部托架相對於旋轉軸線可旋轉地支撐；及馬達，其包含被不可旋轉地耦接於該曲柄軸的第一罩殼、被不可旋轉地耦接於該底部托架外殼的第二罩殼、具有被設置在該第一罩殼上的第一磁鐵及第二磁鐵的轉子、及被不可旋轉地耦接於該底部托架的定子，該第一罩殼具有第一面向軸向表面及第二面向軸向表面，該第一面向軸向表面與該第二面向軸向表面相對於該 曲柄軸的該旋轉軸線在軸向上彼此面對，該第一磁鐵被設置在該第一罩殼的該第一面向軸向表面上，使得該第一磁鐵與該定子相對於該曲柄軸的該旋轉軸線在軸向上彼此面對，該第二磁鐵被設置在該第一罩殼的該第二面向軸向表面上，使得該第二磁鐵與該定子相對於該曲柄軸的該旋轉軸線在軸向上彼此面對。