TW201902781A - 用於自行車之傳動機構 - Google Patents

Abstract

用於一自行車之傳動機構，其包括由一曲柄軸所形成之一輸入、及可與該自行車之一前鏈輪連接之一輸出，與該自行車之一車架可連接或連接之一外罩，具有至少三個旋轉構件之一第一行星齒輪組，其中一第一旋轉構件係連接至該曲柄軸，一第二旋轉構件係連接至該輸出，並且一第三旋轉構件係連接至該外罩，介於該第三旋轉構件與該外罩之間的一感測器，以及具有與該外罩連接之一定子、及與該輸出連接之一轉子的一電動馬達，其中該第三旋轉構件係由一行星架所形成。

Description

用於自行車之傳動機構

本發明係有關於用於自行車之傳動機構。

本發明係有關於用於一自行車之一傳動機構。該傳動機構可包括： - 由一曲柄軸所形成之一輸入、及可與該自行車之一前鏈輪連接之一輸出， - 與該自行車之一車架連接或可連接之一外罩， - 具有至少三個旋轉構件之一第一行星齒輪組，其中一第一旋轉構件係連接至該曲柄軸，一第二旋轉構件係連接至該輸出，並且一第三旋轉構件係連接至該外罩， - 介於該第三旋轉構件與該外罩之間的一感測器，以及 - 具有與該外罩連接之一定子、及與該輸出連接之一轉子的一電動馬達。

該感測器可以是一力感測器、一位置感測器或一位移感測器，諸如一旋轉感測器。從一測量之感測器值可計算出傳送至該外罩之一轉矩。該電動馬達係用於支撐該自行車騎士。又，一控制單元可根據該計算出之轉矩來控制該電動馬達。

此類傳動機構係從DE 10 2011 089559 A得知。在電動自行車中，直接驅動馬達係用在前輪處或後輪處。後輪轂馬達提供最佳駕駛能力。後輪轂馬達之一缺點在於不能使用齒輪轂。有可能使用一撥鏈器。然而，在一斜坡處減速的情況下，則電動馬達可直接向車輪施加之轉矩維持不變，而實際上所欲為來自馬達之一更高支撐轉矩。為了解決這個問題，電動馬達可連接至曲柄軸，如已知傳動機構中那樣。因此，可同時應用齒輪轂及撥鏈器。再一優點是，在減速的情況下，電動馬達之轉矩朝向後輪放大。

一常見之鏈條傳動機構使送至後輪之轉矩減少兩倍，並且一常見之齒輪轂最多可將轉矩放大兩倍。因此，在最低檔中常見之情況下，直接耦接至曲柄軸之電動馬達之轉矩未朝向後輪放大。為了解決這個問題，可將前鏈輪之尺寸減小兩倍，這導致後輪處來自電動馬達之轉矩增加兩倍。然而，這使前鏈輪之轉速增加兩倍，並且在前鏈輪與曲柄軸之間需要減小傳動(因此從曲柄軸增加到前鏈輪)。一同心傳動機構對此有用，諸如一行星齒輪組。

因為曲柄軸轉矩(非馬達轉矩)需要一轉矩測量，所以為了藉由靜置(非旋轉)旋轉構件上之力來測量轉矩，也很適合配備行星齒輪組。

當環盤固定時，行星架係連接至輸入，並且太陽齒輪係連接至輸出，難以建構兩倍行星齒輪組，如同已知傳動機構中之情況那樣，因為環盤與太陽盤之間的傳動接著必須等於一，即環盤之直徑必須等於太陽盤之直徑。再者，當撥鏈器或轂傳動機構沒有與電動馬達轉矩相關之直接或足夠精確之控制時，會難以控制輸出轉矩。

一目的在於提供如前文中所述之一種傳動機構，其中，依照比已知傳動機構更簡單之一種方式，一第一行星齒輪組可用介於第一與第二旋轉構件之間的一較大傳動比(較佳為等於或大於2)來建構。

又，該傳動機構之特徵在於第三旋轉構件係由一行星架所形成。

任選地，該第三旋轉構件之至少一部分為該外罩之部分。

任選地，一或多個行星軸係連接至該行星架及/或外罩。

任選地，該感測器係連接至該載架、及/或該外罩、及/或該等行星軸其中一或多者。

憑藉具有雙行星之一行星齒輪組，環盤與太陽盤之間的一傳動比必須為二(或以上) (朝向太陽盤增加速度)，其可適當地予以建構，舉例而言，用連接至輸入之環盤及連接至輸出之太陽盤來建構。輸出速度將比輸入速度更高。再者，這也可能憑藉具有兩個太陽齒輪或兩個環齒輪之一行星齒輪組、及一個行星架來實現。在這兩種構造中，蹬踏轉矩可藉由測量靜置行星架上、或連接至外罩之(多個)行星軸上、或內有軸桿連接之外罩上的轉矩來測量。

任選地，該傳動機構係配置成使得該第二旋轉構件係由一太陽齒輪所形成。

任選地，該傳動機構係配置成使得該第一旋轉構件係由再一太陽齒輪所形成。

任選地，該傳動機構係配置成使得該第一旋轉構件係由一環齒輪所形成。

任選地，該行星架包括複數個行星齒輪對。各對之該等行星齒輪可旋轉性耦接。各對之該等行星齒輪可彼此嚙合。該對中該等嚙合之行星齒輪其中一者可與該環齒輪嚙合。該對中該等嚙合之行星齒輪其中另一者可與該太陽齒輪嚙合。各對之該等行星齒輪可採同軸方式旋轉性固定。該對中該等旋轉性固定之行星齒輪其中一者可與該太陽齒輪嚙合。該對中該等旋轉性固定之行星齒輪其中另一者可與該再一太陽齒輪嚙合。

該等已知傳動機構可具有再一缺點，即電動馬達以一高轉速旋轉，並且係經由一或多個齒形齒輪耦接至曲柄軸或鏈環。這會造成聲音產生。

根據一態樣，傳動機構可配置成使得電動馬達係直接連接至曲柄軸或鏈環。因此，電動馬達能夠以一低轉速旋轉，而電動馬達與曲柄軸或鏈環之間沒有插入齒形齒輪。然而，本發明並不受限於電動馬達與鏈環之一直接連接。

根據再一態樣，傳動機構中整合一子傳動機構。憑藉該附加子傳動機構，可調節曲柄與車輪之間的速度比。進一步優點在於曲柄軸、電動馬達、子傳動機構及轉矩感測器全都可整合在一個可安裝到自行車車架之一個外罩中，而且不需要進一步轂傳動機構或撥鏈器系統。然而，仍可將一轂/車輪傳動機構及/或撥鏈器與系統組合。

任選地，子傳動機構包括轉矩傳遞元件、以及至少一個子傳動機構輸入與一個子傳動機構輸出。子傳動機構輸入可連接至第一行星齒輪組之輸出，並且子傳動機構輸出可連接至自行車之一鏈條/鏈帶驅動機之輸入，例如，連接至前鏈輪。

任選地，該子傳動機構係具體實現為一階式齒輪傳動機構。

任選地，該子傳動機構係具體實現為一無段變速傳動機構。

任選地，子傳動機構係具體實現為具有至少三個旋轉構件之一第二行星齒輪組，其中一第一旋轉構件係連接至第一行星齒輪組之輸出，一第二旋轉構件係連接至鏈條/鏈帶傳動機構之輸入，並且一第三旋轉構件係連接至一轉矩反作用元件，諸如外罩及/或電動馬達。

根據再一態樣，子傳動機構係具體實現為第二行星齒輪組，並且電動馬達係連接至第二行星齒輪組之其中一個旋轉構件。

任選地，該電動馬達係連接至該第二行星齒輪組之該第三旋轉構件。

任選地，該第二行星齒輪組之該第三旋轉構件與該外罩之間連接一第一離合器及/或一第一飛輪。

任選地，該第二行星齒輪組之該等旋轉構件其中兩者之間連接一第二離合器及/或一第二飛輪。

任選地，該第二行星齒輪組之該第一旋轉構件為一太陽齒輪。任選地，該第二行星齒輪組之該第二旋轉構件為一行星架。任選地，該第二行星齒輪組之該第三旋轉構件為一環形/環齒輪。

一優點在於曲柄輸入之動力將隨著自行車速度藉由電動馬達增加到高於某一車輪速度而朝向車輪放大。這將使自行車憑藉一恆定低輸入轉矩與速度便能夠有一恆定高加速度。這將為騎士帶來一漸進加速感。

任選地，使用第一離合器/飛輪及/或第二離合器/飛輪，可用第二行星齒輪組施作一可選擇固定齒輪比。

任選地，一超速軸承或一超速離合器係連接於該曲柄軸與該第一行星齒輪組之該第一旋轉構件之間、及/或該輸出與該第一行星齒輪組之該第二旋轉構件之間、及/或該輸出與該電動馬達之間。

任選地，該輸出係由一空心軸所形成。任選地，該空心輸出軸與該曲柄軸同心。

任選地，該感測器包括一力感測器、一位置感測器、一位移感測器、以及一旋轉感測器其中一或多者。

任選地，該傳動機構包括一計算單元，該計算單元係配置成用於以該感測器之一測量值為基礎來計算傳送至該外罩之該轉矩。

根據一態樣，提供一種自行車，其包括如上述之一傳動機構。

任選地，該自行車包括一控制單元，該控制單元係配置成用於根據該所測量之感測器值及/或該計算出之轉矩來控制該電動馬達。

根據一態樣，提供一種方法，其使用一感測器來判定向一自行車之一曲柄軸施加之一轉矩。該感測器係配置於一第三旋轉構件與一傳動機構之一外罩之間，該傳動機構具有由該曲柄軸所形成之一輸入、及與該自行車之一前鏈輪及/或鏈環連接之一輸出，該外罩係連接至該自行車之一車架。該傳動機構具有一第一行星齒輪組，該第一行星齒輪組具有至少三個旋轉構件，其中一第一旋轉構件係連接至該曲柄軸，一第二旋轉構件係連接至該輸出，並且該第三旋轉構件係連接至該外罩，該傳動機構還具有一電動馬達，該電動馬達具有連接至該外罩之一定子、及連接至該輸出之一轉子，其中該第三旋轉構件係由一行星架所形成。該方法更包括以該感測器之一測量值為基礎來判定該轉矩。該感測器可配置成用於測量力、位置、位移、及旋轉其中一或多者。

根據一態樣，提供一種用於支撐一自行車騎士之方法。該方法包括判定由該自行車騎士向一自行車之一曲柄軸施加之一轉矩，如上述。該方法亦包括根據該計算出之轉矩來控制該自行車之該電動馬達。

將了解的是，可將以上諸態樣、特徵及選項中任何一或多者組合。將了解的是，可將鑑於該等態樣其中一者所述之任何一個選項同等地應用於任何其他態樣。亦將會清楚可知的是，鑑於該傳動機構所述之所有態樣、特徵及選項同等地適用於該自行車及該等方法，反之亦然。

圖1展示一傳動機構1之一示意性表示型態。傳動機構1包括一輸入，在這裡係由一曲柄軸3所形成。傳動機構1包括一輸出5。在這項實例中，輸出5係連接至一自行車之一前鏈輪7。在這裡，前鏈輪7係經由一鏈條或鏈帶9耦接至一後鏈輪11。在這裡，後鏈輪11係經由一超速軸承13耦接至一輪轂15。

在這項實例中，曲柄軸3係經由一第二超速軸承17連接至一行星齒輪組19。將了解的是，第二超速軸承17亦有可能替代地耦接於行星齒輪組19與輸出5之間。行星齒輪組19包括三個旋轉構件。一第一旋轉構件21係連接至曲柄軸。一第二旋轉構件23係連接至輸出5。一第三旋轉構件25係連接至一外罩(圖1中未展示)，該外罩係連接至自行車之車架27 (示意性展示)。

為了測量經由踏板31施加至曲柄軸3之一轉矩，在第三旋轉構件25與外罩之間安裝一轉矩感測器29。再者，舉例而言，外罩中包括一電動馬達33。電動馬達33係經由一第三超速軸承35耦接至輸出5。電動馬達係配置成用於支撐自行車騎士。又，一控制單元(圖未示)在這裡根據藉由轉矩感測器29所測量之轉矩來控制電動馬達。

圖2根據圖1，展示一傳動機構1之一截面圖之一簡化示意性表示型態。在這裡，可清楚看出，電動馬達33之定子39係連接至外罩37，並且電動馬達33之轉子41係經由第三超速軸承35連接至輸出5。經由軸承43在外罩37中接收轉子41。經由軸承45及軸承47與49在外罩37中接收曲柄軸3。在這裡，輸出5係由軸承47與49之間接收之一空心軸所形成。在這項實例中，第三旋轉構件25係由一行星架PC所形成。在這項實例中，第二旋轉構件23係由太陽齒輪S1所形成。在這項實例中，第一旋轉構件21係由再一太陽齒輪S2所形成。

在圖2之實例中，行星架PC係連接至外罩37。因此，行星架PC處於靜置。在這裡，太陽齒輪S1係連接至輸出5。在這裡，再一太陽齒輪S2係連接至曲柄軸3。在這裡，行星架PC包括一或多個行星齒輪對P1、P2。各對之行星齒輪P1、P2係旋轉性耦接。在這裡，各對之行星齒輪係同軸耦接。在這項實例中，該對之第一行星齒輪P2與該再一太陽齒輪嚙合。在這裡，該對之一第二行星齒輪P1與太陽齒輪S1嚙合。

圖3根據圖1展示一傳動機構1之一模組化變形。外罩37包括兩個部分37a、37b。第一外罩部分37a係連接至車架27。第二外罩部分37b罩覆軸承49。第一與第二外罩部分37a、37b可例如藉由諸如螺栓之緊固件來彼此連接。在這項實例中，轉子41包括兩個部分41a、41b。在這裡，第一轉子部分41a係連接至磁體42。在這裡，第二轉子部分41b係連接至第三超速軸承35。在這項實例中，第一與第二轉子部分41a、41b係透過一花鍵連接51來連接。花鍵連接51包括一第一花鍵連接部分51a及一第二花鍵連接部分51b。因此，第一與第二轉子部分41a、41b可採用一滑動方式來連接及斷接。

在圖4中，傳動機構係分成一第一傳動模組1a及一第二傳動模組1b。在這裡，第一傳動模組1a包括第一外罩部分37a、第一轉子部分41a以及第一花鍵連接部分51a。在這裡，第二傳動模組1b包括第二外罩部分37b、第二轉子部分41b以及第二花鍵連接部分51b。在這裡，第一傳動模組1a包括轉矩感測器29及軸承45。在這裡，第二傳動模組1b包括曲柄軸3及中空輸出軸5。而且，在這項實例中，第二傳動模組1b包括行星架PC、行星齒輪對P1、P2、太陽齒輪S1以及再一太陽齒輪S2。轉矩感測器29與第三旋轉構件(在這裡為行星架PC)之間包括一耦接件53。耦接件53係配置成使得第二傳動模組1b滑入第一傳動模組1a將分別旋轉地耦接由第一與第二傳動模組所包括之耦接件53之部分53a、53b。類似的是，使第二傳動模組1b滑出第一傳動模組1a將使耦合件53解耦。

圖5展示單獨模組1a、1b中根據圖1之一傳動機構1之一變形。在這裡，第一傳動模組1a包括第一外罩部分37a、第一轉子部分41a以及第一花鍵連接部分51a。在這裡，第二傳動模組1b包括第二外罩部分37b、第二轉子部分41b以及第二花鍵連接部分51b。在這裡，第二傳動模組1b包括曲柄軸3及中空輸出軸5。而且，在這項實例中，第二傳動模組1b包括行星架PC、行星齒輪對P1、P2、太陽齒輪S1以及再一太陽齒輪S2。在這項實例中，第二傳動模組1b包括轉矩感測器29及軸承45。在這裡，第二傳動模組1b包括一輔助構件54。輔助構件54可連接至第一外罩部分37a，舉例而言，係經由一花鍵連接56來連接。接著，第一傳動模組1a包括一第一花鍵連接部分56a，而第二傳動模組1b則包括一第二花鍵連接部分56b。

圖6展示一傳動機構55之一截面圖之一簡化示意性表示型態。在此傳動機構55中，電動馬達33非採同心方式而置，而是相對於曲柄軸3採離心方式而置。在這裡，轉子41係經由一次級傳動機構57連接至第三超速軸承35。次級傳動機構57可以是任何類型之傳動機構，諸如一齒輪盤傳動機構、鏈條傳動機構及/或鏈帶傳動機構。

圖7展示一傳動機構59之一示意性表示型態。在傳動機構59中，行星齒輪組19'是不同的。在這裡，行星齒輪組19'包括一太陽齒輪S及一環齒輪R，而不是兩個太陽齒輪S1、S2及一行星架PC。行星齒輪Pa、Pb係成對地設於太陽齒輪S與環齒輪R之間。

圖8根據圖7，展示一傳動機構59之一截面之一簡化示意性表示型態。行星齒輪組19'之第一旋轉構件21'在這裡係由一環齒輪R所形成。行星齒輪組19'之第二旋轉構件23'在這裡係由一太陽盤S所形成。行星齒輪組19'之第三旋轉構件25'在這裡係由行星架PC所形成，行星齒輪Pa、Pb係成對地連接至行星架PC。轉矩感測器29'在這裡係抵靠定子39而置，而不是抵靠外罩37而置。

在圖9及10中，所示為單獨模組中傳動機構之兩個實例，其具有不同位置之轉矩感測器29。

在圖9中，傳動機構59包括一第一傳動模組59a及一第二傳動模組59b。第一外罩部分59a係連接至車架27。第二外罩部分59b罩覆軸承49。第一與第二外罩部分59a、59b可例如藉由諸如螺栓之緊固件來彼此連接。在這項實例中，轉子41包括兩個部分41a、41b。第一轉子部分舉例而言，係連接至磁體。在這裡，第二轉子部分41b係連接至第三超速軸承35。在這項實例中，第一與第二轉子部分41a、41b係透過一花鍵連接51來連接。花鍵連接51包括一第一花鍵連接部分及一第二花鍵連接部分。因此，第一與第二轉子部分41a、41b可採用一滑動方式來連接及斷接。在這裡，第一傳動模組59a包括第一外罩部分37a、第一轉子部分41a以及第一花鍵連接部分。在這裡，第二傳動模組59b包括第二外罩部分37b、第二轉子部分41b以及第二花鍵連接部分。在這裡，第二傳動模組59b包括曲柄軸3及中空輸出軸5。而且，在這項實例中，第二傳動模組59b包括行星架PC、行星齒輪Pa、Pb、以及太陽齒輪S。在這項實例中，第二傳動模組59b包括轉矩感測器29及軸承45。在圖9中，轉矩感測器29'係抵靠定子39而置。在這裡，第二傳動模組59b包括一輔助構件54’。輔助構件54’可連接至第一外罩部分37a，舉例而言，係經由一花鍵連接來連接。接著，第一傳動模組59a包括一第一花鍵連接部分，而第二傳動模組59b則包括一第二花鍵連接部分。

在圖10中，傳動機構59’包括一第一傳動模組59a’及一第二傳動模組59b’。在圖10中，第一傳動模組59’a包括第一外罩部分37a、第一轉子部分41a以及第一花鍵連接部分51a。在這裡，第二傳動模組59’b包括第二外罩部分37b、第二轉子部分41b以及第二花鍵連接部分51b。在這裡，第一傳動模組59’a包括轉矩感測器29及軸承45。在圖10中，轉矩感測器29'係抵靠外罩37而置。在這裡，第二傳動模組59’b包括曲柄軸3及中空輸出軸5。而且，在這項實例中，第二傳動模組59’b包括行星架PC、行星齒輪Pa、Pb、以及太陽齒輪S。轉矩感測器29與第三旋轉構件(在這裡為行星架PC)之間包括一耦接件53’。耦接件53’係配置成使得第二傳動模組59’b滑入第一傳動模組59’a將分別旋轉地耦接由第一與第二傳動模組所包括之耦接件53’之部分53’a、53’b。類似的是，使第二傳動模組59’b滑出第一傳動模組59’a將使耦合件53’解耦。

圖11展示一傳動機構60之一示意性表示型態。傳動機構60包括一第一行星齒輪組19，舉例如鑑於圖1至10所述者。在圖11中，傳動機構60更包括一子傳動機構61。子傳動機構61包括轉矩傳遞元件、以及至少一個子傳動機構輸入62與一個子傳動機構輸出63。在這裡，子傳動機構輸入62係連接至第一行星齒輪組19之輸出5。在這裡，子傳動機構輸出63係連接至自行車之鏈條/鏈帶驅動機9之輸入，例如，連接至一前鏈輪。鏈條/鏈帶驅動機9係經由一超速軸承(圖未示)耦接至一輪轂15。在圖11之實例中，電動馬達33係連接至子傳動機構61之一第二輸入64。子傳動機構61舉例而言，可以是一階式齒輪傳動機構或一無段變速傳動機構。

圖12根據圖11，展示一傳動機構之一示意性表示型態。在圖12中，子傳動機構61係具體實現為一第二行星齒輪組。在這裡，第二行星齒輪組61包括至少三個旋轉構件。在這項實例中，一第一旋轉構件係連接至第一行星齒輪組19之輸出5。在這項實例中，一第二旋轉構件係連接至鏈條/鏈帶傳動機構9之輸入。在這項實例中，一第三旋轉構件係連接至外罩37 (示意性展示)，舉例來說，係經由一第一閉鎖離合器或飛輪B來連接。在這裡，電動馬達33係連接至第一行星齒輪組19之輸出5，舉例如鑑於圖1至10所述者。第二行星齒輪組61可包括介於第二行星齒輪組61之兩個旋轉構件之間的一第二閉鎖離合器/飛輪C (圖12中展示三個可能位置)。因此，使用第一離合器/飛輪B及/或第二離合器/飛輪C，可用第二行星齒輪組61施作一可選擇固定齒輪比。在一實例中，第二行星齒輪組61之第一旋轉構件為一太陽齒輪，第二行星齒輪組之第二旋轉構件為一行星架，並且第二行星齒輪組之第三旋轉構件為一環形/環齒輪。

圖13根據圖11，展示一傳動機構之一示意性表示型態。在圖13中，子傳動機構61係具體實現為一第二行星齒輪組。在這裡，第二行星齒輪組61包括至少三個旋轉構件。在這項實例中，一第一旋轉構件係連接至第一行星齒輪組19之輸出5。在這項實例中，一第二旋轉構件係連接至鏈條/鏈帶傳動機構9之輸入。在這項實例中，一第三旋轉構件係連接至外罩37 (示意性展示)，舉例來說，係經由一第一閉鎖離合器或飛輪B來連接。在這裡，第二行星齒輪組61包括介於第二行星齒輪組61之兩個旋轉構件之間的一第二閉鎖離合器/飛輪C (圖12中展示三個可能位置)。因此，使用第一離合器/飛輪B及/或第二離合器/飛輪C，可用第二行星齒輪組61施作一可選擇固定齒輪比。在這裡，電動馬達33係連接至第二行星齒輪組61之該等旋轉構件其中一者。在這裡，電動馬達33係連接至第二行星齒輪組61之第三旋轉構件。在一實例中，第二行星齒輪組61之第一旋轉構件為一太陽齒輪，第二行星齒輪組之第二旋轉構件為一行星架，並且第二行星齒輪組之第三旋轉構件為一環形/環齒輪。

在本文中，本發明係參照本發明之實施例之具體實例來作說明。然而，將會證實的是，可在其中施作各種修改例、變例、替代例及變更例而不脫離本發明之本質。

舉例而言，在圖6之實例中，離心而置之電動馬達係應用於與圖5所示傳動機構類似之一傳動機構中。將了解的是，離心而置之電動馬達亦可應用於與圖1至4或7至10類似之一傳動機構中。

為求清楚及一簡潔的說明，特徵在本文中係描述為相同或分離實施例之部分，然而，亦將具有這些單獨實施例中所述所有或一些特徵之組合的替代實施例設想及理解為落入如申請專利範圍所略述之本發明之框架內。規格、圖式及實例從而應視為一說明性概念，而不是一限制性概念。本說明係意欲囊括落於隨附申請專利範圍之精神與範疇內的所有替代例、修改例及變例。再者，所述元件中有許多為功能性實體，可採用任何適合的組合及位置，將這些功能性實體實施成分立或分散式組件，或與其他組件搭配實施。

在請求項中，置放於括號之間的任何參照符號不得視為限制請求項。因此，「包含」一詞未排除一請求項中所列以外還存在其他特徵或步驟。再者，「一」及其等義字不應視為受限於「僅一個」，而是用於意指「至少一個」，並且未排除複數。在互不相同之請求項中明載某些措施的唯一事實不在於指出這些措施之一組合無法用於產生一利益。

1、55、59、60‧‧‧傳動機構

1a、1b、59a、59b‧‧‧傳動模組

3‧‧‧曲柄軸

5‧‧‧輸出

7‧‧‧前鏈輪

9‧‧‧鏈條或鏈帶

11‧‧‧後鏈輪

13、17、35‧‧‧超速軸承

15‧‧‧輪轂

19、19'‧‧‧行星齒輪組

21、23、25、21'、23'、25'‧‧‧旋轉構件

27‧‧‧車架

29‧‧‧轉矩感測器

31‧‧‧踏板

33‧‧‧電動馬達

37‧‧‧外罩

37a、37b‧‧‧外罩部分

39‧‧‧定子

41‧‧‧轉子

41a、41b、53a、53b‧‧‧部分

42‧‧‧磁體

43、45、47、49‧‧‧軸承

51‧‧‧花鍵連接

51a、51b、56a、56b‧‧‧花鍵連接部分

53‧‧‧耦接件

54‧‧‧輔助構件

56‧‧‧花鍵連接

57‧‧‧次級傳動機構

61‧‧‧子傳動機構

62‧‧‧子傳動機構輸入

63‧‧‧子傳動機構輸出

64‧‧‧第二輸入

B、C‧‧‧離合器/飛輪

PC‧‧‧行星架

R‧‧‧環齒輪

S、S1、S2‧‧‧太陽齒輪

p1、P2‧‧‧行星齒輪對

本發明將以圖式中表示之例示性實施例為基礎來進一步闡明。該等例示性實施例係以非限制例示之方式提供。應知，圖式僅為本發明之實施例之示意性表示型態，其係以非限制制實例之方式來提供。 在圖式中： 圖1展示一傳動機構之一示意性表示型態； 圖2根據圖1，展示傳動機構之一簡化示意性截面圖； 圖3展示圖1之傳動機構之一模組化變形在組裝狀態下的情況； 圖4展示圖3之模組化變形在單獨模組中的情況； 圖5展示圖1之傳動機構之一模組化變形在單獨模組中的情況； 圖6展示一傳動機構之一截面圖之一簡化示意性表示型態； 圖7展示一傳動機構之一示意性表示型態； 圖8展示一傳動機構之一簡化示意性表示型態； 圖9展示圖8之傳動機構在單獨模組中的情況； 圖10展示圖8之傳動機構之一變形在單獨模組中的情況； 圖11展示一傳動機構之一示意性表示型態； 圖12展示一傳動機構之一示意性表示型態；以及 圖13展示一傳動機構之一示意性表示型態。

Claims (29)

1. 一種用於一自行車之傳動機構，其包括： - 由一曲柄軸所形成之一輸入、及可與該自行車之一前鏈輪及/或鏈環連接之一輸出， - 與該自行車之一車架可連接或連接之一外罩， - 具有至少三個旋轉構件之一第一行星齒輪組，其中一第一旋轉構件係連接至該曲柄軸，一第二旋轉構件係連接至該輸出，並且一第三旋轉構件係連接至該外罩， - 介於該第三旋轉構件與該外罩之間的一感測器，以及 - 具有與該外罩連接之一定子、及與該輸出連接之一轉子的一電動馬達， 其中該第三旋轉構件係由一行星架所形成。
2. 如請求項1之傳動機構，其中該第三旋轉構件之至少一部分為該外罩之部分。
3. 如請求項1或2之傳動機構，其中一或多個行星軸係連接至該行星架及/或外罩。
4. 2或3之傳動機構，其中該感測器係連接至該行星架、及或該外罩、及/或該等行星軸其中一或多者。
5. 如請求項1至4中任一項之傳動機構，其中該第二旋轉構件係由一太陽齒輪所形成。
6. 如請求項1至5中任一項之傳動機構，其中該第一旋轉構件係由另一太陽齒輪所形成。
7. 如請求項1至5中任一項之傳動機構，其中該第一旋轉構件係由一環齒輪所形成。
8. 如請求項7之傳動機構，其中該行星架包括一或多對行星齒輪，其中各對之該等行星齒輪可彼此嚙合，其中該對之該等嚙合之行星齒輪其中一行星齒輪與該環齒輪嚙合，並且其中該對之該等嚙合之行星齒輪其中另一行星齒輪與該太陽齒輪嚙合。
9. 如請求項1至8中任一項之傳動機構，其包括一子傳動機構，該子傳動機構具有轉矩傳遞元件且至少具有一個子傳動機構輸入與一個子傳動機構輸出，其中該子傳動機構輸入係連接至該第一行星齒輪組之該輸出，並且該子傳動機構輸出係連接至該前鏈輪及/或鏈環。
10. 如請求項9之傳動機構，其中該子傳動機構係具體實現為一階式齒輪傳動機構。
11. 如請求項9之傳動機構，其中該子傳動機構係具體實現為一無段變速傳動機構。
12. 如請求項9之傳動機構，其中該子傳動機構係具體實現為具有至少三個旋轉構件之一第二行星齒輪組，其中一第一旋轉構件係連接至該第一行星齒輪組之該輸出，一第二旋轉構件係連接至該前鏈輪及/或鏈環，並且一第三旋轉構件係連接至一轉矩反作用元件。
13. 如請求項12之傳動機構，其中該電動馬達係連接至該第二行星齒輪組之該第一、第二或第三旋轉構件。
14. 如請求項13之傳動機構，其中該電動馬達係連接至該第二行星齒輪組之該第三旋轉構件。
15. 如請求項12至14中任一項之傳動機構，其中該第二行星齒輪組之該第三旋轉構件與該外罩之間存在一第一離合器及/或第一飛輪。
16. 如請求項12至15中任一項之傳動機構，其中該第二行星齒輪組之該等三個旋轉構件其中兩者之間存在一第二離合器及/或第二飛輪。
17. 如請求項12至16中任一項之傳動機構，其中該第二行星齒輪組之該第一旋轉構件為一太陽齒輪。
18. 如請求項12至17中任一項之傳動機構，其中該第二行星齒輪組之該第二旋轉構件為一行星架。
19. 如請求項12至18中任一項之傳動機構，其中該第二行星齒輪組之該第三旋轉構件為一環形/環齒輪。
20. 如請求項1至19中任一項之傳動機構，其中該電動馬達係直接連接至該鏈環。
21. 如請求項1至20中任一項之傳動機構，其中一超速軸承或一超速離合器係連接於該曲柄軸與該第一行星齒輪組之該第一旋轉構件之間、及/或該輸出與該第一行星齒輪組之該第二旋轉構件之間、及/或該輸出與該電動馬達之間。
22. 如請求項1至21中任一項之傳動機構，其中該輸出係由與該曲柄軸同心之一空心軸所形成。
23. 如請求項1至22中任一項之傳動機構，其中該感測器包括一力感測器、一位置感測器、一位移感測器、以及一旋轉感測器其中一或多者。
24. 如請求項1至23中任一項之傳動機構，其包括一計算單元，該計算單元係配置成用於以該感測器之一測量值為基礎來計算傳送至該外罩之該轉矩。
25. 一種自行車，其包括一如請求項1至24中任一項之傳動機構。
26. 如請求項25之自行車，其包括一控制單元，該控制單元係配置成用於根據該所測量之感測器值及/或該計算出之轉矩來控制該電動馬達。
27. 一種使用一感測器來判定向一自行車之一曲柄軸施加之一轉矩之方法， 其中該感測器係配置於一第三旋轉構件與一傳動機構之一外罩之間，該傳動機構具有由該曲柄軸所形成之一輸入、及與該自行車之一前鏈輪及/或鏈環連接之一輸出，該外罩係連接至該自行車之一車架， 其中該傳動機構具有一第一行星齒輪組，該第一行星齒輪組具有至少三個旋轉構件，其中一第一旋轉構件係連接至該曲柄軸，一第二旋轉構件係連接至該輸出，並且該第三旋轉構件係連接至該外罩，該傳動機構還具有一電動馬達，該電動馬達具有連接至該外罩之一定子、及連接至該輸出之一轉子，其中該第三旋轉構件係由一行星架所形成， 該方法更包括： - 以該感測器之一測量值為基礎來判定該轉矩。
28. 如請求項27之方法，其中該感測器係配置成用於測量力、位置、位移、及旋轉其中一或多者。
29. 一種用於支撐一自行車騎士之方法，其包括： - 根據請求項27或28判定由該自行車騎士向一自行車之一曲柄軸施加之一轉矩，以及 - 根據該計算出之轉矩來控制該自行車之該電動馬達。