TWI506944B

TWI506944B - 馬達單元、馬達驅動裝置及踏板驅動裝置

Info

Publication number: TWI506944B
Application number: TW099146081A
Authority: TW
Inventors: Yet Chan
Original assignee: Foster Assets Corp
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2015-11-01
Also published as: TW201141042A; US8646560B2; CN102753429B; EP2526010B1; JP2013517176A; WO2011088722A1; CN102753429A; EP2526010A4; EP2526010A1; JP5818814B2; US20110183805A1

Description

馬達單元、馬達驅動裝置及踏板驅動裝置

發明領域

本發明有關於一具有整合式轉矩感測器之馬達，該馬達特別地但非唯一地用於可以人力地推動之踏板驅動裝置，而是包括一亦用以使該裝置向前推進之馬達單元。本發明亦特別地但非唯一地有關於踏板驅動之有輪裝置或車輛，例如具有藉由被安裝在該車輛上之一電池組提供電力之一電動馬達的多數自行車。

發明背景

目前已知的是對如自行車之某些可人力推動之有輪車輛或裝置提供一馬達單元以便協助一使用者賦予該裝置動力越過，特別是如山丘等向上傾斜地形，但是該馬達單元有時本身可被用來賦予該自行車動力越過任何地形。

目前亦已知的是在一電動馬達輔助自行車使用一輪內馬達，使得一傳動機構可以省略且所得裝置之製造容易且簡單。對這種使用一輪內馬達之習知電動馬達輔助自行車而言，它可以僅藉由以一輪內馬達替換一車輪之輪轂來製造，同時該等踏板以一般習知方式透過一鏈輪及一鏈條驅動後輪。在這種配置中，不需要透過該自行車鏈條傳送馬達驅動力。因此，一踏板驅動力及一馬達驅動力係完全互相分開地傳送。

結果該習知輪內馬達配置之不適用於欲發展成具有如齒輪換檔、以一離合器操作、作為一運動自行車、或使用該馬達產生電力等外加功能之一輪內電動馬達輔助自行車，即它不容易擴充其功能。它亦會產生製造及組裝問題以及替換零件問題，在例如一輪內馬達失效或需要維修方面，需要取下輪子，因此使該自行車無法使用。在某些馬達失效或維修狀況下，不再可能旋轉收納該輪內擦蝕處理之輪子，使得它甚至不可能在以人力施加踏板動力之情形下使該自行車推進。

除了使用一輪內馬達之習知電動自行車以外，還有至少另一種使用一輪驅動馬達之電動自行車。但是，在這種電動自行車中，一馬達驅動力及一踏板驅動力亦是互相分開傳送。這種電動自行車具有當該電動自行車使用輪驅動馬達推進時齒輪變速無法使用一後輪傳動裝置實現的類似缺點。

前述者只是如自行車之習知混合馬達輔助踏板驅動裝置所遭遇之一般問題中的某些問題。

發明目的

本發明之一目的是提供一改良馬達單元。

本發明之另一目的是提供一用於一馬達輔助自行車之改良馬達單元。

本發明之又一目的是減輕或避免與習知馬達單元相關之一或多個問題至某種程度。

發明所屬技術領域中具有通常知識者將由以下說明推導出本發明之其他目的，因此，前述目的之說明不是無遺漏的且僅作為本發明之許多目的中之某些目的。

發明概要

在本發明之一第一主要方面，提供一種馬達單元，其包含：一殼體，其用以收容一馬達；一馬達軸桿，其用以接受一馬達提供驅動力；一轉矩感測器機構，其用以檢測轉矩；一控制器，其用以回應一轉矩之被檢測量來控制供給該馬達之電力，以改變提供給該馬達軸桿之馬達提供驅動力的量；及一致動器，其耦合該轉矩感測器與該控制器之一感測器；其中該致動器係構形成相對於該感測器控制器移動，藉此使該感測器產生一表示該轉矩之檢測值的信號且其中該控制器被收容在該馬達之殼體內。

較佳地，該控制器位在該馬達殼體之一端且該轉矩感測器與該馬達殼體之一相對端連接。

較佳地，耦合該轉矩感測器與該控制器之一感測器的該致動器被收納在該馬達軸桿之一中空內孔中，以便藉此耦合在該馬達殼體之一端的該轉矩感測器與在該馬達殼體之另一端的該控制器。

較佳地，該馬達單元更包含：一輔助軸桿，其用以接受一外部提供驅動力；一第一轉矩傳送路徑，其用以將該外部提供驅動力傳送至一驅動機構；一第二轉矩傳送路徑，其用以將該馬達提供驅動力傳送至該驅動機構；其中一第一單向驅動設備係設置在該輔助軸桿與該驅動機構之間的該第一轉矩傳送路徑中，使得當該驅動機構係透過該第二轉矩傳送路徑被該馬達提供驅動力驅動時，該輔助軸桿可以自由轉動。該外部提供驅動力可以藉由另一馬達或被耦合成可驅動該輔助軸桿之任何適當驅動設備提供。

較佳地，該馬達軸桿係同心地配置在該輔助軸桿四週，使得該輔助軸桿被自由地收納通過該馬達軸桿之一中空內孔且使得它們的旋轉軸是平行的。該輔助軸桿與該馬達軸桿可以共用相同之旋轉軸。

較佳地，該第一轉矩傳送路徑包含用以接受一外部提供驅動力之該輔助軸桿及該第一單向驅動設備，其中該第一單向驅動設備機械地耦合該輔助軸桿與該驅動機構，使得該第一單向驅動設備將該外部提供驅動力傳送至該驅動機構，且其中該第一單向驅動設備容許該輔助軸桿在該驅動機構被該馬達軸桿驅動時自由轉動。該第一單向驅動設備包含一自由轉動裝置。

較佳地，該第二轉矩傳送路徑包含該馬達軸桿及一機械地耦合該馬達軸桿與該驅動機構之齒輪機構，其中該齒輪機構具有一減速齒輪比，且操作來將該馬達提供驅動力由該馬達軸桿以該減速齒輪比傳送至該驅動機構。

較佳地，該齒輪機構包含一具有一行星齒輪之行星齒輪機構，該行星齒輪之旋轉軸相對該馬達軸桿之旋轉軸偏移一預定量。該行星齒輪可以可旋轉地被支持在一偏心輪上，藉此該行星齒輪被作成隨著該偏心輪旋轉而旋轉，且藉此該行星齒輪之旋轉軸之位置隨著該行星齒輪旋轉相對該馬達軸桿之旋轉軸改變，使得該行星齒輪之旋轉軸之變化位置界定一以該馬達軸桿之旋轉軸為中心之圓，該圓具有一等於該預定偏移量之半徑。此外，該行星齒輪可具有一比一內環齒輪小之直徑，該行星齒輪位於該內環齒輪內以便在其內旋轉，該內環齒輪被固定於定位且具有一與該馬達軸桿之旋轉軸一致之中心軸，該行星齒輪具有比該內環齒輪少之齒數。該行星齒輪可以可旋轉地被一軸承支持在該偏心輪上。

較佳地，該行星齒輪機構之一行星齒輪托承係構形成將該馬達提供驅動力傳送至該驅動機構。該行星齒輪機構可包括一平衡構件，該平衡構件係構形成平衡由該行星齒輪相對於該馬達軸桿之旋轉軸之偏移所造成之一重量不平衡。該平衡構件可包含一大致半圓形配重構件，該配重構件被配置成與該行星齒輪一起旋轉以便在該行星齒輪旋轉時平衡該行星齒輪。

或者，該行星齒輪機構不包括一配重平衡構件，而是包含配置成互相錯相半圈之第一與第二相同行星齒輪使得該等第一與第二行星齒輪在旋轉時互相平衡。該等第一與第二行星齒輪可被定位成在一共用單一內環齒輪內互相錯相半圈地旋轉。該等第一與第二行星齒輪各可以可被支持地安裝在各個第一與第二偏心輪上。

較佳地，該行星齒輪托承固定在該驅動機構上以便與其一起旋轉。該行星齒輪托承亦可被固定在該第一單向驅動設備之一輸出構件上以便與其一起旋轉，藉此該外部提供驅動力經由該第一轉矩傳送路徑透過該行星齒輪機構傳送至該馬達軸桿及該驅動機構。

或者，該齒輪機構包含一具有一無齒行星齒輪之無齒行星齒輪機構，該無齒行星齒輪之旋轉軸相對該馬達軸桿之旋轉軸偏移一預定量且其中該無齒行星齒輪機構之減速齒輪比係藉在該無齒行星齒輪與一無齒內環齒輪之各個直徑之間的一關係界定，該行星齒輪係位在該無齒內環齒輪內，該無齒行星齒輪具有一小於該無齒內環齒輪之直徑。該無齒行星齒輪可以可旋轉地被支持在一偏心輪上，藉此該無齒行星齒輪被作成隨著該偏心輪旋轉而旋轉且藉此該無齒行星齒輪之旋轉軸之位置隨著該無齒行星齒輪旋轉相對該馬達軸桿之旋轉軸改變，使得該無齒行星齒輪之旋轉軸之變化位置界定一以該馬達軸桿之旋轉軸為中心之圓，該圓具有一等於該預定偏移量之半徑。該無齒內環齒輪可被固定於定位且具有一與該馬達軸桿之旋轉軸一致之中心軸，該無齒行星齒輪可以可旋轉地被一軸承支持在該偏心輪上。

較佳地，該無齒行星齒輪機構之行星齒輪托承係構形成將該馬達提供驅動力傳送至該驅動機構。

較佳地，該無齒行星齒輪機構可包括一平衡構件，該平衡構件係構形成平衡由該無齒行星齒輪相對於該馬達軸桿之旋轉軸之偏移所造成之一重量不平衡。該平衡構件可包含一大致半圓形配重構件，該配重構件被配置成與該無齒行星齒輪一起旋轉以便在該無齒行星齒輪旋轉時平衡該無齒行星齒輪。

或者，該無齒行星齒輪機構不包括一配重平衡構件，而是包含配置成互相錯相半圈之第一與第二相同無齒行星齒輪使得該等第一與第二無齒行星齒輪在旋轉時互相平衡。該等第一與第二無齒行星齒輪可定位成在一共用單一無齒內環齒輪內互相錯相半圈地旋轉。該等第一與第二無齒行星齒輪各可以可被支持地安裝在各個第一與第二偏心輪上。

較佳地，該行星齒輪托承固定在該驅動機構上以便與其一起旋轉。該行星齒輪托承亦可被固定在該第一單向驅動設備之一輸出構件上以便與其一起旋轉，藉此該外部提供驅動經由該第一轉矩傳送路徑透過該無齒行星齒輪機構傳送至該馬達軸桿及該驅動機構。

較佳地，該無齒行星齒輪可旋轉地被支持在該偏心輪上且其旋轉軸相對該馬達軸桿之旋轉軸偏移一預定量並且位在該無齒內環齒輪內以便藉由加熱該無齒內環齒輪及將它收縮配合在該無齒行星齒輪上接合一無齒內環齒輪表面。該等第一與第二無齒行星齒輪可分別可旋轉地被支持在該等第一與第二偏心輪上，且它們的旋轉軸相對該馬達軸桿之旋轉軸偏移一預定量並且位在一共用單一無齒內環齒輪內以便互相錯相半圈地旋轉，以便藉由加熱該無齒內環齒輪及將它收縮配合在該等第一與第二無齒行星齒輪上接合一無齒內環齒輪表面。

較佳地，一第二單向驅動設備係設置在該馬達軸桿與該驅動機構之間的該第二轉矩傳送路徑中，使得當該驅動機構係透過該第一轉矩傳送路徑被該外部提供驅動力驅動時，不使該馬達軸桿旋轉。該第二單向驅動設備可包含至少一棘齒構件，該至少一棘齒構件可移動地設置在該行星齒輪托承上且配置成與一棘輪之一齒條接合，該棘輪係固定成與該驅動機構一起旋轉。該至少一棘齒構件具有與其連接之用以使該棘齒構件之一自由端從該行星齒輪托承之一表面向外彈性偏壓，使得該棘齒構件之自由端接合在該棘輪之齒條中之一齒的設備。

較佳地，該轉矩感測器包含：一第一驅動構件，其安裝成圍繞該馬達軸桿之一旋轉軸旋轉；一第二被驅動構件，其安裝成圍繞該馬達軸桿之旋轉軸旋轉；一檢測設備，其用以檢測該第一驅動構件相對該第二被驅動構件朝該被驅動構件圍繞該馬達軸桿旋轉軸之一旋轉方向移動；且其中該致動器包含一用以將該被檢測之移動傳送至該控制器之感測器的設備。

在本發明之另一方面，該馬達單元包含一踏板驅動裝置之一部份。

在本發明之另一方面，該馬達單元是藉由被安裝在一踏板驅動裝置上之一電池組提供電力之一電動馬達。

在本發明之第二主要方面，提供一種具有依據該第一主要方面之一馬達單元的踏板驅動裝置，其中該外部提供驅動力是一藉由該裝置之一可人力操作踏板所提供之人力提供驅動力，該等可人力操作踏板被固定成與該輔助軸桿一起旋轉，該輔助軸桿包含一踏板軸；且其中該驅動機構包含一鏈輪，該第一轉矩傳送路徑係配置成將該人力提供驅動力傳送至該鏈輪且該第二轉矩傳送路徑係配置成將該馬達提供驅動力傳送至該鏈輪；且其中該第一單向驅動設備設置在該踏板軸與該鏈輪之間的該第一轉矩傳送路徑中，使得當該鏈輪透過該第二轉矩傳送路徑被該馬達提供驅動力驅動時，該踏板軸可以自由轉動。

在本發明之另一方面，提供一種具有依據該前述方面之一馬達單元的踏板驅動裝置，其中該外部提供驅動力是一藉由該裝置之一可人力操作踏板所提供之人力提供驅動力，該等可人力操作踏板被固定成與該輔助軸桿一起旋轉，該輔助軸桿包含一踏板軸；且其中該驅動機構包含一鏈輪，該第一轉矩傳送路徑係配置成將該人力提供驅動力傳送至該鏈輪且該第二轉矩傳送路徑係配置成將該馬達提供驅動力傳送至該鏈輪；且其中該第一單向驅動設備設置在該第一轉矩傳送路徑中在該踏板軸與該鏈輪之間，使得當該鏈輪透過該第二轉矩傳送路徑被該馬達提供驅動力驅動時，該踏板軸可以自由轉動。

在本發明之另一方面，提供一種踏板驅動裝置，其包含：多數可人力操作踏板，其固定成與一踏板軸一起旋轉以便接受一人力提供驅動力；一馬達，其具有一用以接受一馬達提供驅動力之軸桿；一第一轉矩傳送路徑，其用以將該人力提供驅動力傳送至該踏板驅動裝置之一鏈輪；一第二轉矩傳送路徑，其用以將該馬達提供驅動力傳送至該踏板驅動裝置之鏈輪；其中一第一單向驅動設備設置在該第一轉矩傳送路徑中在該踏板軸與該鏈輪之間，使得當該鏈輪透過該第二轉矩傳送路徑被該馬達提供驅動力驅動時，該踏板軸可以自由轉動。

在本發明之另一方面，提供一種用於一踏板驅動裝置之馬達，其包含：一軸桿，其用以接受一馬達提供驅動力；及一齒輪機構，其機械地耦合該馬達軸桿與該踏板驅動裝置之一鏈輪，其中該齒輪機構具有一減速齒輪比且操作以便將該馬達提供驅動力以該減速齒輪比由該馬達軸桿傳送至該鏈輪且其中該馬達係同心地配置在該踏板驅動裝置之一踏板軸四週使得該踏板軸被自由地收納通過該馬達軸桿之一中空內孔且使得它們的旋轉軸是平行的。

在本發明之另一方面，提供一種用於一踏板驅動裝置之鏈輪總成，包含：一鏈輪；第一設備，其用以機械地耦合該鏈輪與一踏板驅動踏板軸；及第二設備，其用以機械地耦合該鏈輪與一馬達之一輸出軸，其中該第一機械耦合設備包括一耦合該踏板軸與該鏈輪之單向驅動設備，使得該第一單向驅動設備將一施加於該踏板驅動裝置之踏板之人力提供驅動力傳送至該鏈輪以使該鏈輪旋轉且容許該踏板軸在該鏈輪被該馬達輸出軸驅動時自由轉動。

在本發明之另一方面，提供一踏板驅動裝置，其包含：一第一構件，其安裝成圍繞一踏板軸之一旋轉軸旋轉；一驅動鏈輪，其安裝成圍繞一鏈輪之該旋轉軸旋轉；一檢測設備，其用以檢測該第一構件相對該驅動鏈輪朝該驅動鏈輪圍繞該踏板軸旋轉軸之一旋轉方向之移動；及一轉換設備，其用以將該被檢測之移動轉換成一用於該踏板驅動裝置之另一組件的控制輸入。該踏板驅動裝置可包含一自行車，但是本發明可應用於，例如，如腳踏船等其他踏板驅動裝置。該控制輸入可包含一電控制輸入、一電子控制輸入或一機械控制輸入之任一者。

在本發明之另一方面，提供一種用以產生用於一踏板驅動裝置上之一組件之一控制輸入的控制系統，該控制系統包含：一第一構件，其安裝成圍繞一踏板軸之一旋轉軸旋轉；一檢測設備，其用以檢測檢測該第一構件相對一驅動鏈輪朝該驅動鏈輪圍繞該踏板軸旋轉軸之一旋轉方向之移動；及一轉換設備，其用以將該被檢測之移動轉換成一用於該踏板驅動裝置之該另一組件的控制輸入。

在本發明之另一方面，提供一種用於一踏板驅動裝置之驅動鏈輪總成，該驅動鏈輪總成包含：一第一構件，其可圍繞一踏板軸之一旋轉軸旋轉；一驅動鏈輪，其可圍繞一踏板軸之該旋轉軸旋轉，該驅動鏈輪係鬆弛地耦合於該第一構件且可相對該第一構件朝該驅動鏈輪之一旋轉方向移動一有限量；及一檢測機構，其用以檢測該第一構件相對該驅動鏈輪朝該驅動鏈輪之該旋轉方向之移動。

圖式簡單說明

本發明之前述及另外的特徵將連同添附圖式由僅藉舉例提供之較佳實施例的以下說明了解，其中：第1圖是依據本發明之用於一踏板驅動裝置之一馬達與鏈輪總成之一第一實施例的結構示意圖；第2圖是沿第1圖之線A-A所截取之截面圖；第3圖是沿第1圖之線B-B所截取之放大截面圖；第4圖是第1圖之實施例之分解立體圖；第5圖是依據本發明之用於一踏板驅動裝置之一馬達與鏈輪總成之一第二實施例的結構示意圖；第6圖是依據本發明之用於一踏板驅動裝置之一馬達與鏈輪總成之一第三實施例的分解立體圖；第7圖是依據本發明之用於一踏板驅動裝置之一馬達與鏈輪總成之一第四實施例的結構示意圖；第8圖是沿第7圖之線A-A所截取之截面圖；第9圖是第7圖之實施例之分解立體圖；第10圖是具有依據本發明之任一實施例之一馬達與鏈輪總成之一踏板驅動裝置的示意圖；第11圖是依據本發明一實施例之一驅動鏈輪總成之分解立體圖；第12圖是第11圖之驅動鏈輪總成之前視圖；第13圖是沿第12圖之線A-A之側截面圖；第14圖是沿第12圖之線B-B之側截面圖；第15圖是第11圖之鏈輪總成之板構件與鏈輪安裝構件之放大部份截面圖；第16圖是與包括一控制信號裝置之一實施例之一馬達單元組合的第11圖之鏈輪總成之側視圖；第17圖是第16圖中所示之控制信號裝置之放大圖；第18圖是與包括一控制信號裝置之另一實施例之一馬達單元組合的第11圖之鏈輪總成之俯視圖；第19圖是第18圖中所示之控制信號裝置之放大圖；第20圖是依據本發明之另一實施例之一驅動鏈輪總成之分解立體圖；第21圖是第20圖之驅動鏈輪總成之前視圖；第22圖是與包括第7圖之控制信號裝置之一馬達單元組合的第20圖之鏈輪總成之側截面圖；第23圖是包括第20圖之鏈輪總成之依據本發明之一自行車之一後部的側視圖；第24圖是第23圖之一自行車之後部之俯視圖；第25圖是包括依據本發明之一齒輪調整機構之一自行車之一後輪總成之分解立體圖；第26圖是第25圖之自行車之一後部之側視圖；第27圖是第25圖之自行車之一後部之俯視圖；第28圖是依據本發明之另一方面之一自行車之一後部之部份截面俯視圖；第29圖是依據本發明另一實施例之一驅動鏈輪總成之分解立體圖；第30圖是第29圖之鏈輪總成之前視圖；第31圖是第29圖之鏈輪總成之後視圖；第32圖是沿第29圖之線B-B之側截面圖；第33圖是沿第29圖之線C-C之側截面圖；第34圖是沿第31圖之線E-E之放大側截面圖；第35圖是沿第31圖之線D-D之放大側截面圖；第36圖是依據本發明之任一實施例之具有一鏈輪總成、一控制信號裝置及一齒輪調整機構之一踏板驅動裝置的示意圖；第37圖是沿第38圖之線B-B之依據本發明之另一實施例之一驅動鏈輪總成的側截面圖；第38圖是第37圖之鏈輪總成之前視圖；第39圖是第37與38圖之鏈輪總成之板構件與鏈輪安裝構件之放大部份截面圖；第40圖是第37至39圖之驅動鏈輪總成之分解立體圖；第41圖是依據本發明之另一實施例之一馬達與驅動鏈輪總成之側截面圖；第42圖是第41圖之該馬達與驅動鏈輪總成之分解立體圖；第43圖是第41圖之馬達與驅動鏈輪總成之側截面圖，但具有一皮帶輪而不是一鏈傳動；第44圖是用以在第41與43圖之馬達與驅動鏈輪總成中使用之替代滑塊-被驅動軸桿耦合器的前視圖；第45圖是第44圖之替代滑塊-被驅動軸桿耦合器之分解立體圖；第46圖是用以在第41與43圖之馬達與驅動鏈輪總成中使用之另一替代滑塊-被驅動軸桿耦合器的前視圖；第47圖是第46圖之替代滑塊-被驅動軸桿耦合器之分解立體圖；及第48圖是用以在第41與43圖之馬達與驅動鏈輪總成中使用之另一替代滑塊-被驅動軸桿耦合器的前視圖，但是使用軸襯而不是滾子軸承。

較佳實施例之說明

本發明主要有關於機動化自行車，但是本發明可應用於具有踏板以提供一人力輸入及一馬達以提供一機械力輸入之混合裝置。一機動化自行車是具有用以供給該車輛動力或協助踩踏之一附加馬達的一自行車，有時被分類為一機動車輛，或一種混合車輛，機動化自行車可藉由不同種類之發動機供給動力。機動化自行車與機車之不同是如有需要可以單獨藉踏板供給動力，該等踏板之真正使用依動車輛之種類廣泛地變化。某些可以在騎乘者選擇不踩踏時僅藉該馬達推動，這些被稱為動力輔助自行車者具有作為主要推動形式之踏板，且該馬達被用來給與一些額外的動力，特別是在上坡時。許多機動化自行車係以標準車架設計及技術為基礎。

在一並聯混合機動化自行車中，人與馬達輸入係機械地耦合在底托架、前或後輪中，而在一(機械)串聯混合自行車中，人力被轉換成電力且被直接饋送入該馬達並且大部份另外的電力係由一電池供應。

“電力輔助自行車(Pedelec)”是一歐洲用語，其通常指的是一種電動自行車，其包含一轉距及/或一速度感測器及/或傳送一成比例程度之輔助且只在該騎乘者踩踏時才運轉之一電力控制器。

本發明可應用於具有一馬達單元及踏板之所有上述形式的自行車，但其中該馬達配置成緊靠該鏈輪總成，最好該馬達係與該踏板軸同心地配置使得該踏板軸被收納在該馬達之一中空軸桿內。

應了解的是在以下說明中，該用語“鏈輪”或“驅動鏈輪”欲被用來表示可以將一驅動力傳送至另一旋轉組件之任何旋轉組件且包括，但不限於，用以接合驅動鏈條之有齒鏈輪，用以接合傳動皮帶之皮帶輪，或用以接合其他齒輪或齒輪組之齒輪。

在以下說明中，將參照作為一踏板驅動裝置之一例之一自行車，但應了解的是本發明不限於自行車且以下說明同樣適用於如三輪車、腳踏船(踏板船)等其他種類之踏板驅動裝置，或應用於被一馬達單元驅動之其他裝置或器具。

請參閱第1至4圖，其中顯示的是依據本發明之一馬達與鏈輪總成之一第一實施例。一具有該馬達與鏈輪總成之自行車包含形態為可人力操作踏板10之用以提供一外部提供驅動力之設備及一馬達5，該踏板10被固定成與包含用以接受一人力提供驅動力之一踏板軸1的輔助軸桿一起旋轉，該馬達5具有一用以接受一馬達提供驅動力之軸桿4。一第一轉矩傳送路徑係為將該人力提供驅動力傳送至包含該踏板驅動裝置之一鏈輪16的一驅動機構而設置，且一第二轉矩傳送路徑係為將該馬達提供驅動力傳送至該踏板驅動裝置之鏈輪16而設置。一第一單向驅動設備13設置在該第一轉矩傳送路徑中在該踏板軸1與該鏈輪16之間使得，當該鏈輪透過該第二轉矩傳送路徑被該馬達提供驅動力驅動時。該踏板軸1可以自由轉動。

這配置之一優點是不必在該自行車之後輪上提供一自由轉動鏈輪，這是因為除了當該馬達驅動操作時使該踏板軸1自由轉動以外，該第一單向驅動設備13亦提供這功能。

該第一轉矩傳送路徑包含該等可人力操作踏板10，該等踏板10被固定成與其一起旋轉之該踏板軸1，及該第一單向驅動設備13。該第一單向驅動設備13機械地耦合該踏板軸1與該鏈輪16使得該第一單向驅動設備13將施加於該等踏板10之馬達提供驅動力傳送至該鏈輪16，以使該鏈輪旋轉。該第一單向驅動設備13亦容許該踏板軸1在該鏈輪16被該馬達軸桿4驅動時自由轉動，該第一單向驅動設備13可包含一自由轉動裝置，例如一超速軸承或一超速離合器或適用於可透過該單向驅動設備之一輸出構件施加驅動力，但是對一輸入構件而言當沒有透過該第一單向驅動設備13傳送驅動力時自由轉動之任何裝置。

該第二轉矩傳送路徑包含該馬達軸桿4及一齒輪機構，該齒輪機構被裝在一外殼7中機械地耦合該馬達軸桿4與該鏈輪16。該齒輪機構具有一減速齒輪比且操作將該馬達提供驅動力以該減速齒輪比由該馬達軸桿4傳送至該鏈輪16，該齒輪機構可包含一具有一行星齒輪20之一行星齒輪機構，該行星齒輪20之旋轉軸相對該馬達軸桿4之旋轉軸偏移一預定量。

這容許使用一高速馬達，藉此該齒輪機構施加一適當減速齒輪比至該馬達之輸出軸以便以一高轉距及低速度(當與該馬達軸桿旋轉速度比較時相對而言)旋轉該鏈輪。

如第1至4圖中更清楚地顯示，該馬達與鏈輪總成包含：該馬達5；被軸承3與6支持之馬達轉子中空軸桿4；一在該馬達5之一端之端蓋，即該行星齒輪機構之外殼7；一固定在該行星齒輪機構之外殼7內之內齒輪環8；一固定在該馬達5之中空軸桿4四週之偏心輪22；及一設置在該中空軸桿4與該偏心輪22之間以傳送轉距之平坦鍵部23。該行星齒輪20藉由一軸承21被嵌合在該偏心輪22之外圓周四週，以便與該偏心輪22一起旋轉，且與該內齒輪環8之齒接合。四個圓形孔19設置在該行星齒輪20之一側表面上，一行星齒輪托承11被一軸承9支持在該外殼7內，且在一面向該行星齒輪20之側表面上設有四個銷17。多數軸襯18設置在該等銷17四週且被插入在該行星齒輪20之側表面上之四個圓形孔19，在該行星齒輪11上被插入該等四個圓形孔19中之四個銷17及軸襯18的功能是當該行星齒輪20旋轉時將驅動力由該行星齒輪20傳送至該行星齒輪托承11。該等孔具有一大於該等銷17之直徑的直徑以便配合該行星齒輪20相對該馬達軸桿4之旋轉軸的偏心移動。

為了實現將一馬達驅動力由該行星齒輪20傳送至該行星齒輪托承11，多數棘齒座被配置在該行星齒輪托承11之一外側上且多數棘齒15可移動地設置在該等棘齒座上且與固定在該鏈輪16上之一棘輪12之一內表面接合。該踏板中心軸1自由地設置在該馬達5之中空軸桿4中且與該馬達軸桿4同軸地安裝，該踏板中心軸1分別藉由軸承2與14被支持在該馬達之中空軸桿4及該行星齒輪托承11中。該等踏板曲柄10設置在該踏板中心軸1之端部，在該總成之一鏈輪側上與該踏板曲柄10連接的是包含固定在該踏板曲柄10上之一單向自由轉輪13的第一單向驅動設備。該棘輪12之一側表面固定在該單向自由轉輪13之一凸緣上，且該鏈輪16固定在該棘輪12之另一側表面上。

在這實施例之操作中，在踏板驅動時，該踏板曲柄10透過該單向自由轉輪13驅動該棘輪12旋轉，使得固定在該棘輪12上之鏈輪16同時旋轉，且透過該鏈輪16之一鏈條傳動(圖未示)推動該自行車向前移動。

一包含該棘齒15及該棘輪12之第二單向驅動設備在該第二轉矩傳送路徑中在該馬達軸桿4與該鏈輪16之間使得，當該鏈輪16透過該第一轉矩傳送路徑被該人力提供驅動力驅動時，不使該馬達軸桿4旋轉。可移動地設置在該行星齒輪托承11上之棘齒構件15接合該棘輪12之一齒條，該等棘齒構件15具有與其連接之用以彈性偏壓該棘齒構件15之自由端由該行星齒輪托承11之一表面向外移動使得該棘齒構件15之自由端接合在該棘輪12之齒條中之一齒的設備(圖未示)。

由於該第二單向驅動設備12、15之單向傳動功能，藉由該踏板10之該棘輪12的旋轉將不會驅動該行星齒輪托承11或該馬達軸桿4旋轉。在馬達驅動時，該馬達之中空軸桿4使該行星齒輪機構之偏心輪22旋轉，且接著該偏心輪22驅動該行星齒輪20環繞該馬達軸旋轉。依據該偏心22在旋轉時之任何時間的角位置，該行星齒輪20之齒與該內齒輪環18之對應齒接合，以使該行星齒輪20相對該馬達軸旋轉且這旋轉將由該行星齒輪托承11輸出。該行星齒輪托承11藉由設置在該等棘齒座上之棘齒15使該棘輪12旋轉，且接著該棘輪12使與該棘輪12固定在一起之鏈輪16旋轉，以藉由該鏈條推動該自行車向前移動。此時，由於該第一單向傳動設備，(亦即單向自由轉輪13)之單向傳動功能，該鏈輪16之旋轉將不會使該踏板曲柄10或該踏板軸1旋轉。

在這實施例中，該馬達5係同心地配置在該踏板軸1四週使得該踏板軸1被自由地收納通過該馬達軸桿4之中空內孔且使得它們的旋轉軸平行且以同軸為佳，即，該踏板軸1及該馬達軸桿4共用相同之旋轉軸。

這配置導致該馬達與該踏板軸與鏈輪總成之一整齊且緊緻的整合。

又，在這實施例中，該行星齒輪20被可旋轉地支持在該偏心輪22上，藉此該行星齒輪20被作成隨著該偏心輪22旋轉而旋轉且藉此該行星齒輪20之旋轉軸之位置隨著該行星齒輪20之旋轉相對該馬達軸桿4之旋轉軸改變，使得該行星齒輪20之旋轉軸之變化位置界定一以該馬達軸桿1之旋轉軸為中心之圓，該圓具有一等於該預定偏移量之半徑。該行星齒輪20具有一比該內環齒輪8小之直徑，該內環齒輪8具有一與該馬達軸桿4之旋轉軸一致之中心軸。該行星齒輪20具有比該內環齒輪8少之齒數。

該行星齒輪20環繞該內環齒輪8之內有齒表面旋轉使得該行星齒輪20之外有齒表面在任何時間點僅與該內環齒輪8之少數齒嚙合。

該行星齒輪機構之行星齒輪托承11將該馬達提供驅動力傳送至該鏈輪16且，在這情況下，提供將該馬達驅動力機械地傳送至該鏈輪16之一適切且有效的方式。

該行星齒輪機構包括一平衡構件24，該平衡構件24係構形成平衡由該行星齒輪20相對於該馬達軸桿4之旋轉軸之偏移所造成之一重量不平衡。該平衡構件24包含一大致半圓形配重構件，該配重構件被配置成與該行星齒輪20一起旋轉以便在該行星齒輪旋轉時平衡該行星齒輪。

該馬達5是藉由被安裝在該踏板驅動裝置上之一電池組提供電力之一電動馬達。

第5圖顯示依據本發明之馬達與鏈輪總成之一第二實施例。在這實施例之說明中，類似於在第1至4圖中所使用之數字被用來表示類似之部件，但是該等部件中之任何差異都會在以下說明。

在這實施例中，該第一單向驅動或傳動設備，(即該棘輪12及棘齒15)被省略，使得該行星齒輪機構之行星齒輪托承11'與該鏈輪16固定地耦合以與其一起旋轉。該行星齒輪20及該鏈輪16係與該第一單向驅動/傳動設備之單向自由轉輪13(之輸出構件)直接且固定地連接。因此，相較於其在第1至4圖之第一實施例中之構形，該行星齒輪托承11'經過修改以使它可以與該單向自由轉輪13直接且固定地連接。在這實施例中，該行星齒輪托承11'與該自由轉輪13之直接耦合使該自行車功能改變。在這實施例中，該馬達5可以作為一藉由踩踏或該自行車之向前移動，即，例如該自行車沿一斜坡向下慣性滑行被驅動的一發電裝置。

在這實施例之操作中，在踏板驅動時，該踏板曲柄10透過該單向自由轉輪13驅動該行星齒輪托承11'及該鏈輪16同時旋轉，且接著透過該鏈條推動該自行車向前移動。此時，由於該行星齒輪托承11'與該鏈輪16一起旋轉，它驅動該行星齒輪20及該偏心輪22旋轉，這接著驅動該馬達5之中空軸桿4旋轉。在這情況下，如果騎乘者想要增加施加在該等踏板上之負載以便使用該自行車做運動，或想要使用馬達作為一煞車以便產生用於燈之電力或將該馬達電池組充電，則該騎乘者可控制安裝在，例如，該自行車之手把上之一開關以切換一控制器之電路以便將該馬達5轉變成一發電裝置，由其產生之電力可以被一負載利用或用於將一電池充電。在正常騎乘時，該控制器可以被切換至一正常騎乘狀態，使得沒有另外之負載被施加在踏板上。在馬達驅動時，該馬達5之中空軸桿4驅動該行星齒輪機構之偏心輪22旋轉，這接著驅動該行星齒輪20環繞該馬達之軸旋轉。因此，轉距將由該行星齒輪托承11'輸出且驅動該鏈輪16旋轉，並且接著透過該鏈條傳動推動該自行車向前移動。此時，由於該單向自由轉輪13之單向傳動功能，該鏈輪之旋轉將不會驅動該踏板曲柄10旋轉，即該踏板曲柄與該踏板軸可以自由轉動。

在這例子中，當向前移動時，該自行車可驅動該馬達以便透過傳送由該鏈條傳動之動力傳送產生電力，然而具有該單向驅動/傳動功能之單向自由轉輪未設置在該後輪轂上。

第6圖顯示依據本發明之馬達與鏈輪總成之一第三實施例。在這實施例之說明中，類似於在第1至5圖中所使用之數字被用來表示類似之部件，但是該等部件中之任何差異都會在以下說明。

在這實施例中，該行星齒輪機構不包括一配重平衡構件，但包含配置成互相錯相半圈之第一與第二相同行星齒輪20、26使得該等第一與第二行星齒輪20、26在旋轉時互相平衡。該等第一與第二行星齒輪20、26可定位成在各個內環齒輪內，但較佳地定位成在一共用單一內環齒輪8'內互相錯相半圈地旋轉。該等第一與第二行星齒輪20、26各可被支持地安裝在各個第一與第二偏心輪22、25上。該第二行星齒輪26藉由一軸承28安裝在該第二偏心輪25上，該等銷17被作成比在其他實施例中更長且延伸穿過在行星齒輪20、26兩者中之各組孔19、27。

使用兩錯相行星齒輪20、26不需要提供一配重平衡構件且提供將馬達驅動力比包括一配重平衡構件之前述配置更有效地且安靜地傳送至該鏈輪16。

這實施例以類似於第5圖所示之第二實施例的方式包括一第二單向驅動設備12、15。但是，將了解的是這實施例之第一第二行星齒輪20、26之所述配置(第6圖)可以最小之修改使用在該第一(第1至4圖)或第二(第5圖)實施例內。此外，除了該(第一)行星齒輪20由該第二行星齒輪26提供之事實以外，這實施例之操作在各方面都與該第二實施例相同。

在本發明之前述實施例中，在該行星齒輪機構之齒輪上之齒係顯示為包含其中各齒之邊緣是筆直的且對齊平行於該齒輪之旋轉軸的正齒輪或直齒齒輪，但是，在較佳實施例中，該等齒輪包含螺旋齒輪。

螺旋齒輪提供一優於正齒輪之改善。該等齒之前緣不是平行於該旋轉軸，而是以相對該齒輪之該旋轉軸呈一角度地設置。由於該齒輪是彎曲的，這彎角使齒形狀為一螺線之一區段。該等彎曲齒接合比正齒輪齒更漸進地接合，使它們更平順地且安靜地運轉。就多數平行螺旋齒輪而言，各對齒先以一單一點接觸該齒輪之一側；接著一移動之接觸曲線逐漸地增長通過該齒面至一最大值且接著減少直到該等齒在位於相對側上之一單一點中止接觸為止。在正齒輪中，多數齒在其整個寬度範圍內突然以一線接觸接合，產生應力與噪音。正齒輪在高速時產生一特性嘎嘎聲(whine)且無法取得與螺旋齒輪一樣多之轉距，螺旋齒輪之一缺點是一沿著該齒輪之軸所產生之推力，該推力通常必須藉適當推力軸承調節，但是在本發明中，該馬達傳動系統中之其他組件產生對抗由嚙合螺旋齒輪所產生之沿該齒輪之軸之任何推力的作用且因此推力軸承在某些實施例中不一定是必要的。在所有其他方面，具有螺旋齒輪之行星齒輪機構與先前所述之行星齒輪機構之實施例相同。

第7至9圖顯示依據本發明之馬達與鏈輪總成之一第四實施例。在這實施例之說明中，類似於在第1至6圖中所使用之數字被用來表示類似之部件，但是該等部件中之任何差異都會在以下說明。

在這實施例中，除了該齒輪機構包含一無齒行星齒輪機構以外，組件之配置大致與第三實施例相同。

該無齒行星齒輪機構具有第一與第二無齒行星齒輪30、31，其旋轉軸相對該馬達軸桿4之旋轉軸偏移一預定量。該無齒行星齒輪機構之減速齒輪比係由該等無齒行星齒輪30、31與一單一共用無齒內環齒輪29之各個直徑間的一關係界定，該等第一與第二行星齒輪30、31位在該無齒內環齒輪29內以便旋轉。該等無齒行星齒輪30、31具有比該無齒內環齒輪29小之直徑，該等第一與第二無齒行星齒輪30、31分別可旋轉地被支持在該等第一與第二偏心輪22、25上且位在該共用單一無齒內環齒輪29內互相錯相半圈以便互相平衡。該第二行星齒輪31藉一軸承28安裝在該第二偏心輪25上，該等銷17被作成被作成比在其他實施例中更長且延伸穿過在行星齒輪30、31兩者中之各組孔19、27。該等第一與第二行星齒輪30、31之外表面接合該無齒內環齒輪29之一內表面，該內環齒輪之內表面及/或該等行星齒輪30、31之外表面可以粗糙化以增加作用在該等接合表面之間在其線接觸處之摩擦係數。在該等第一與第二行星齒輪30、31及該無齒內環齒輪29之間的摩擦配合係藉由加熱該無齒內環齒輪29及將它收縮配合在該等第一與第二行星齒輪30、31上來達成。

一無齒行星齒輪機構之一優點是安靜。缺少齒輪齒及依靠在大致平滑但亦可能經粗糙化之表面之間的接觸以進行由該馬達至鏈輪之動力傳送導致非常安靜之操作及更有效之動力傳送，因為沒有如同在有齒齒輪機構中會發生之在齒輪齒間的打滑或顫動。

應了解的是這實施例可以被修改以便以一類似於第1至4圖所示之第一實施例之方式僅提供一單一無齒行星齒輪。在這種情形中，該無齒行星齒輪機構將包括一平衡構件，該平衡構件係構形成平衡由該無齒行星齒輪相對於該馬達軸桿之旋轉軸之偏移所造成之一重量不平衡。

亦可了解的是，雖然這實施例以一類似於第一與第三實施例之方式包括一單向驅動設備12、15，但是可以一類似於該第二實施例之方式修改以便省略該第二單向驅動設備及直接地且固定地耦合該行星齒輪托承11與該第一單向驅動設備13。在這情形中，該行星齒輪托承11可以固定在該第一單向驅動設備13之一輸出構件上以便與其一起旋轉，藉此施加於該等踏板10之人力提供驅動力經由該第一轉矩傳送路徑透過該無齒行星齒輪機構傳送至該馬達軸桿4及該鏈輪16。

第10圖顯示具有依據任一前述實施例之一馬達與鏈輪總成50之一自行車40。該自行車體可在該中心軸之位置具有一凹部以便收納該馬達及該齒輪機構，該馬達與該齒輪機構之總成與該中心踏板軸一起被緊密地收納在該凹部中。

第11圖是用於例如一自行車之一踏板驅動裝置之一驅動鏈輪總成110的分解立體圖，該驅動鏈輪總成110包括用以增加由安裝在該踏板驅動裝置上之一馬達所提供之一驅動力的一控制器或調整器或轉矩感測器之多數部份。在以下說明中，將參照作為一踏板驅動裝置之一例之一自行車，但應了解的是本發明不限於自行車且以下說明同樣適用於如三輪車、腳踏船(踏板船)等其他種類之踏板驅動裝置。

請參閱圖式，該驅動鏈輪總成110包含一驅動鏈輪112，該驅動鏈輪112接受由一騎自行車者施加於該自行車之踏板的一人力驅動力。該驅動鏈輪之外周邊具有多數齒114，該等齒114接合一鏈條傳動(圖未示)以將一驅動力傳送至該自行車之一輪子以便使該自行車向前移動。以往，這是後輪。應了解的是在其他踏板驅動裝置中，施加於該等踏板之人力驅動可以透過一適當驅動系統傳送至某些其他驅動裝置以便使該裝置移動。例如，在一腳踏船中，該驅動力可被傳送至一或多個踏板。此外，在該踏板驅動裝置中之驅動鏈輪可結合一皮帶傳動而不是一鏈條。在這情形中，該鏈輪可以沒有齒，而是包含一皮帶輪等。或者，該驅動鏈輪可包含一齒輪，該齒輪配置成與一傳動鏈接合以便將透過該齒輪組施加於該等踏板之人力傳送至該裝置之一向前移動系統。本發明可應用於例如電動馬達或甚至內燃機等任何種類之馬達單元及如上所述地應用於馬達在該自行車上之任何定位。

如第13圖所示，包括曲柄臂118之踏板116以一習知之方式固定地連結在一踏板軸120之各端上，藉此一騎自行車者可人力地驅動該等踏板116使該驅動軸或軸桿120圍繞該踏板軸旋轉軸122旋轉以便對該鏈輪112提供一驅動力。鄰近其中一踏板(當由第13圖觀看時之右側踏板)設置的是一軸環124，該軸環124鍵合在該踏板軸120上以便與其一起固定旋轉。該軸環124具有一外螺紋部份124a，該外螺紋部份124a以螺紋接合在一大致環形安裝板126之一內螺紋部份126a內側，由於該安裝板126以螺紋固定在該軸環124上，所以它亦被固定成與該踏板軸120一起旋轉。配置在該安裝板之一周邊緣部份或凸緣126b四週的是多數或一組螺栓孔或螺孔128，在其他未顯示之實施例中，該安裝板126可藉由其他固定設備固定在該軸環124上。例如，安裝板126可被鍵合在該軸環124上以便將它固定在該軸環124上以與其固定旋轉。或者，該安裝板126可以焊接在該軸環124上。但是，在該安裝板126與該軸環124之間提供一螺紋連接提供將該安裝板126固定在該軸環124上同時因為該等部件可以輕易地分離以進行維修、替換等，故亦可進行該等部件之後續維修的一習知方式。

設置形態為具有兩排132、134同心螺栓孔之一環形板構件130的一第一構件，兩排同心螺栓孔之第一內排132設置在該板構件130之一內環形部份或凸緣130a，該內環形部份或凸緣130a朝平行於該踏板軸120之旋轉軸之一方向軸向延伸一短距離。這組132之螺栓孔與設置在該安裝板126上之該組128之螺栓孔且使該板構件130可以藉螺絲或螺栓以螺栓固定在該安裝板126上，如第13圖所示。如此，該板構件130被固定地連結在該安裝板126上且因此亦被安裝成與該踏板軸120一起固定旋轉。在其他未顯示之實施例中，該板構件130可藉由包括焊接等任何適當設備固定在該安裝板126上。但是，藉由利用一組螺栓或螺絲以將該板構件130固定在該安裝板126上，因為該等部件可以輕易地分離以進行維修、替換等，所以可進行該等部件之後續維修。在另外的實施例中，該板構件130可以與該安裝板126與該軸環124一體形成為一單件式單元，在此情形下，不需要該內排132之固定孔(內排之螺孔)。

該驅動鏈輪112具有一環形形態，該環形形態具有配置在其一內周邊緣四週之多數向內懸伸之花鍵112a。各花鍵112a附有各個螺栓孔或螺孔136，該鏈輪112之花鍵112a接合在一鏈輪安裝構件138之一後表面中之互補槽孔138a。在該花鍵112a上之孔136容許該鏈輪112使用螺栓或螺絲140被固定在該安裝構件138上，如第3圖最佳地所見。該鏈輪112被固定連結在該安裝構件38上以便與其一起固定旋轉，在其他未顯示之實施例中，該鏈輪112可以藉由包括焊接之任何適當設備固定連結在該鏈輪安裝構件138上。但是，藉由使用一組螺栓或螺絲將該鏈輪112固定連結在該鏈輪安裝構件138上，因為該等部件可以輕易地分離以進行維修、替換等，所以可進行該等部件之後續維修。在另外的實施例中，該鏈輪安裝構件138可以與該鏈輪112一體形成為一單件式單元。

一固定連結環142係設置成在使用時位於一凹部138b內，該凹部138b在該鏈輪安裝構件138之後表面上。該固定連結環142具有多數在其周邊緣部份四週之螺孔或螺栓孔144，這組螺孔或螺栓孔144與在該板構件130上之兩組同心螺栓孔之一外組134互補，使得該板構件130與固定連結環142可以透過形成在該鏈輪安裝構件138中之互補長形孔146互相固定連結，如第13圖最佳地顯示。因此，該固定連結環142及該板構件130夾持該鏈輪安裝構件138且該固定連結環142將該板構件130固持在緊臨該鏈輪安裝構件138之一前表面且與該鏈輪安裝構件138鬆弛地耦合，即以該板構件130及鏈輪安裝構件138非固地互相連結但使得它們朝該鏈輪112之旋轉方向互相相對移動一有限距離之方式鬆弛地耦合的一位置。在該鏈輪安裝構件138中之互補長形孔146之伸長容許該板構件130及固定連結環142組合相對該鏈輪安裝構件138及該驅動鏈輪112組合朝該驅動鏈輪112之旋轉方向移動，但是，在該板構件130與該鏈輪安裝構件138之間之可能相對移動量被在該鏈輪安裝構件138中之互補長形孔146限制。

配置在該鏈輪安裝構件之前表面四週的是多數凹部148，各凹部148包含如一彈簧之一第一偏壓元件150。較佳地，該等偏壓元件150包含壓縮彈簧，但是由以下說明可了解的是可使用任何適當偏壓設備或元件。該等偏壓元件150之功能是當沒有人力壓力施加在該自行車之踏板116上時將該板構件130相對該鏈輪安裝構件138維持在一第一旋轉位置，但是當人力壓力施加在該自行車之至少一踏板116，最好是當相對該自行車之向前方向觀看時之一前踏板上時容許該板構件130相對該鏈輪安裝構件138朝該踏板軸120之一旋轉方向的小程度移動。在各凹部148之一前端，當如第14圖所見地朝該鏈輪112及鏈輪安裝構件138組合之向前旋轉方向觀看時，設有一大致圓柱形凸起152，該凸起152朝軸向向外延伸超出該鏈輪安裝構件138之前面。該凸起152可與該鏈輪安裝構件138一體地形成或可包含一固定在其凹部148內之分開組件。該凸起152頂抵該偏壓元件150之一端，該偏壓元件150在這配置中包含一壓縮彈簧。如可在第15圖中最佳地看見，一組類似凸起154設置在該板構件130之一內表面上之凹部153中，該板構件130之內表面面向鏈輪安裝構件138之前表面。設置在該板構件130上之該等凸起154亦可與其一體地形成或包含在各個凹部153中固定於其上之分開組件，設置在該板構件130上之該等凹部153適用於部份地收納該等第一偏壓元件150。因此，與在該鏈輪安裝構件138中之凹部48對齊之在該板構件130中之凹部153將該等第一偏壓元件150收納於其間。設置在該板構件130上之凸起154係配置成軸向地延伸超出當由第11圖觀看時之該板構件130之向內表面使得，當該板構件130被安裝成與該鏈輪安裝構件138相鄰時，設置在該板構件130上之凸起154定位在該鏈輪安裝構件138中之各個凹部148內以便接合該等偏壓元件150之相對端，如可在第15圖中最佳地看見。類似地，設置在該板構件130上之凸起152延伸進入設置在該板構件130中之各個凹部153。因此，當人力壓力朝一向前驅動方向施加在至少一踏板116上時，它使該板構件130與該踏板軸120固定地一起旋轉移動。該鏈輪安裝構件138及鏈輪112並未安裝成與該踏板軸120一起固定旋轉移動，而是最好透過該偏壓元件150接受來自該板構件130之驅動。因此，當壓力朝一向前移動方向施加在至少一踏板116上時，該板構件130對抗該偏壓元件150之壓縮，使該板構件130相對該鏈輪安裝構件138移動且因此亦造成相對該鏈輪112朝該踏板軸120之向前旋轉方向的移動。在該板構件130與該鏈輪安裝構件138之間的相對移動量受限於鬆弛地收納用以耦合固定連結環142與該板構件130之螺絲或螺栓之在該鏈輪安裝構件中之長形孔146的長度。

雖然該較佳實施例係說明為具有較佳地呈壓縮彈簧形態之多數第一偏壓元件150，應了解的是在其他配置中可提供一單一偏壓元件。這可包含一在使用時被可旋轉地壓縮之螺旋彈簧或一在使用時朝該踏板軸120之軸向被壓縮之扭力彈簧。亦可了解的是不使用壓縮彈簧，可使用利用該(等)偏壓元件之伸長以便將該板構件相對該鏈輪安裝構件及鏈輪維持在其正常第一位置之其他種類的彈簧或偏壓元件。

可移動地安裝在界定在該鏈輪安裝構件138之後表面中之凹部138b的該鏈輪安裝構件138之一環形壁138c之一外表面四週的是呈一環構件155形態之致動器。該致動器環構件155安裝在該鏈輪安裝構件138上以便朝一平行於該踏板軸旋轉軸122之軸方向移動，該致動器環構件155安裝在該鏈輪安裝構件138上使得它被定位在該鏈輪112外側在該鏈輪安裝構件138之背或後側，如在第12與13圖中最佳地看見。該致動器環構件155具有環繞其內表面配置之三個柱155a，該等柱155a被收納通過在該鏈輪安裝構件138之後表面中之多數互補孔(圖未示)。該等柱155a具有適用於收納一安裝螺絲或螺栓160之內螺紋部份，形成在該鏈輪安裝構件138之一前表面中的是多數孔，該等孔與該等互補孔同軸用以收納最好是壓縮彈簧之第二偏壓構件158。各第二偏壓構件158被定位成使得它環繞該致動器環構件155之各個柱155a之至少一之部份，但其最靠近該致動器環構件155之端部作用在該鏈輪安裝構件138之一內表面上，且該致動器環構件155之環部份被定位在該鏈輪安裝構件138之後側上。各個螺絲或螺栓160被收納在該致動器環構件155之各柱155a中，使得各螺絲之頭部頂抵其各個第二偏壓構件158之一相對端。在這配置中，該致動器環構件155安裝在該鏈輪安裝構件138上，使得該等第二偏壓構件158偏壓該第二偏壓構件158至一緊臨該鏈輪安裝構件138之後表面的正常位置。在使用時，該致動器環構件155可向外遠離其與該離合器構件138之後表面朝一平行於該踏板軸之旋轉軸122之軸方向對抗該等第二偏壓構件158之偏壓移動。

雖然該等第二偏壓構件158係說明為包含多數壓縮彈簧，可了解的是可使用其他種類之彈簧或偏壓元件或甚至僅一個彈簧或偏壓元件以便將該致動器環構件155維持在其緊臨該鏈輪安裝構件138之後表面之正常位置。

至少一槓桿構件162設置在該鏈輪安裝構件138中用以在該板構件130相對於該鏈輪安裝構件138對抗該(第一)偏壓元件150移動時，使該致動器環構件155遠離該鏈輪安裝構件138移動。該至少一槓桿構件162包含一中央圓柱形部份，該中央圓柱形部份具有朝各個相反方向由該中央部份向外延伸。該至少一槓桿構件162安裝在該鏈輪安裝構件138，使得其第一端部之一表面接合該板構件130且其一第二端部之一表面接合該致動器環構件155。該槓桿構件162較佳地安裝在該鏈輪安裝構件138上，使得它圍繞一樞軸樞轉，該樞軸徑向地，即垂直於該踏板軸旋轉軸122延伸通過該中央部份。當由該鏈輪總成110之一前側觀看時，即當在第11或12圖中觀看時為右側之該鏈輪總成110之向前方向側時，該槓桿構件162之第一與第二端部對著一小於180度之角度。

該鏈輪安裝構件138可具有多數這種與其連接之槓桿構件162。如第11圖所示，各槓桿構件162被收納在一貫通孔164中，該貫通孔164形成在該鏈輪安裝構件138之一外緣部份中。各槓桿構件162被收納在其各個貫通孔164中，使得其第一端部充分地突出以便接合該板構件內表面且使得其第二端部充分地突出以便接觸該致動器環構件向內表面。各槓桿構件162圍繞一樞銷166樞轉，該樞銷166位在形成在該鏈輪安裝構件138之一邊緣中之一徑向延伸孔168中。藉由先使該槓桿構件162以其正常位向存在其貫通孔164中及驅動該樞銷166穿過該軸向延伸孔168直到該銷166通過一樞轉孔，該樞轉孔大致在該槓桿構件162中央地形成在其圓柱形中央部份中。在使用時，當該板構件130相對該鏈輪安裝構件138朝一向前旋轉方向移動時，該板構件內表面作用在各槓桿構件162之第一端上，使該等槓桿構件旋轉。該板構件內表面可具有多數掣子(圖未示)，該等掣子由其內表面向外延伸一足以接合各個槓桿構件162之第一端部之端表面的量。當各槓桿構件162旋轉時，使其第二端部由該鏈輪安裝構件138之後表面向外延伸至一在其正常位置時更大之程度，使得它推抵該致動器環構件155之內表面。該等槓桿構件162之第二端部使該致動器環構件155對抗該等偏壓元件150之偏壓，軸向地遠離該鏈輪安裝構件138。因此，該第一板構件130相對於該鏈輪安裝構件138(及因此該鏈輪112)之一小相對旋轉位置導致該致動器環構件155之一軸向位移，該軸向位移與該板構件130相對該鏈輪112朝該鏈輪之旋轉方向的位移成正比。

在該馬達單元包含一內燃機之一未顯示實施例中，該致動器環構件155可以被配置成作用在調整用以該內燃機之一節流閥纜線之一機構上，藉此該致動器環構件155之移動被轉變成該馬達節流閥纜線之一成正比移動以便因此增加對馬達單元之燃料供應及，因此，增加由該馬達單元施加在該自行車之一部份上之驅動力的大小以使該自行車向前移動。該馬達驅動力可提供以便協助一騎自行車者以人力地推動該自行車向前或者可以，如果該騎自行車者選擇的話，取代該騎自行車者之人力。

在較佳實施例中，如將由以下更佳了解地，該馬達包含由被安裝在該踏板驅動裝置上之一電池組提供電力之一電動馬達。

第16與17圖在一方面且第18與19圖在另一方面顯示用以將該致動器環構件155之軸向移動轉變成用於如該馬達之另一組件之一機械控制輸入或一電磁或電信號之其他機構，其係例如，用以調整或增加由該踏板驅動裝置之一電動馬達所傳送之驅動力的大小。

在第16至19圖中，該馬達170與該踏板軸120同心地安裝使得該馬達170之一轉子部(圖未示)與該踏板軸120耦合以便驅動該軸120。如第11圖所示，在這配置中必須提供一單向驅動設備或超速軸承190(第11圖)，藉此當該馬達170操作時來自該馬達170之驅動可以被傳送至該踏板軸120，但是容許該鏈輪112超越該單向驅動設備190之速度，其中不操作該馬達170且透過該等踏板116以人力提供驅動。該單向驅動設備190具有一有花鍵外表面，該有花鍵外表面接合在該鏈輪安裝構件138之一互補形狀之內孔。該馬達轉子驅動軸(圖未示)與該單向驅動設備190耦合，藉此該馬達轉子驅動軸被收納在該單向驅動設備190之一內孔中。應了解的是當該馬達170未圍繞該踏板軸120安裝，即當該馬達170安裝成接合，例如，除了該踏板軸或軸桿120以外之自行車之後輪或某其他部份時，第11圖之單向驅動設備190不是該鏈輪總成110之一主要組件。

第16圖顯示其中包括該單向驅動設備190之第11圖之鏈輪總成110未圍繞該踏板軸120安裝，且該馬達170亦與該踏板軸120同心地安裝，藉此該馬達之轉子係構形成透過該單向驅動設備190將驅動傳送至該踏板軸120。

該馬達170圍繞該踏板軸120安裝，使得該踏板軸120通過該馬達轉子驅動軸(圖未示)之一中空內孔。該馬達轉子驅動軸因此不直接耦合該踏板軸120而是透過該單向驅動設備190與該鏈輪112耦合，該馬達170可以藉由任何適當設備安裝或耦合至該鏈輪安裝構件138。

位在該馬達170之殼體上的是用以將一實體移動轉變成如用於在該自行車上之另一組件之一控制輸入的一齒條與小齒輪機構1100。該機構包含一齒條1102及一小齒輪1104，藉此在使用時，該齒條1102接合該環致動器構件155之外表面。因此，該齒條1102被定位成使得即使當該致動器環構件155圍繞該踏板軸旋轉軸122旋轉時，它亦一直與該致動器環構件155接合。該齒條1102在其自由端具有一小輪子1106，其有助於在該齒條1102與該旋轉致動器環構件155之間的移動接觸。該齒條1102被偏壓以佔據一正常位置，且在其自由端上之輪子1106抵靠該致動器環構件155之外表面。該齒條1102被安裝成直線地移動。

當使該致動器環構件155軸向移動遠離該鏈輪安裝構件138時，它頂抵該齒條1102且使該齒條1102對抗該齒條之偏壓組件1108直線地移動，該齒條之偏壓組件1108較佳地包含一壓縮彈簧，但是可使用任何適當之偏壓組件。該齒條1102之移動使該小齒輪1104以一齒條及小齒輪總成之一大致習知方式移動。

該小齒輪1104附有一金屬或磁條1110，該金屬或磁條1110係配置成在該小齒輪1104移動時通過如一霍爾效應感測器之感測器1112，該感測器1112測量該小齒輪1104旋轉之量且輸出與該小齒輪1104之移動量成正比之一電磁信號。因此這信號包含一電磁信號，該電磁信號與該板構件130相對該鏈輪安裝構件138及因此該鏈輪總成110之鏈輪112的相對移動程度成正比。但是，可了解的是可以使用檢測該小齒輪1104所產生之移動量及輸出用於顯示該移動量之另一組件之一控制輸入的任何設備。事實上，可了解的是該機構1100不必包含一齒條與小齒輪配置，而是包含檢測該致動器環構件155朝一軸方向之移動及用以將被感測之移動轉換成顯示該致動器環構件155已移動之量之一機械或電及/或電磁信號藉此提供，例如，用於該馬達170之一電力控制信號的任何設備。

與該馬達170連接的是控制電路(圖未示)，該控制電路將由該霍爾效應感測器1112接收之信號且將它轉換成一控制輸入信號以便與該致動器環構件155之被檢測移動量成正比地控制供應至該馬達170之電流量。因此，可以使用該致動器環構件移動作為控制該電動馬達170以便回應且與一使用者施加至該裝置之至少一踏板以使該第一板構件相對於該鏈輪相對移動之壓力的量成正比地將更多動力傳送至該踏板驅動裝置。

第18圖亦顯示另一種配置，其中包括該單向驅動設備190之第11圖之鏈輪總成110圍繞該踏板軸120安裝且該電動馬達170亦與該踏板軸120同心地安裝，藉此該馬達170之轉子係構形成將驅動透過該單向驅動設備190傳送至該踏板軸120。

在此，該馬達170亦圍繞該踏板軸120安裝，使得該踏板軸通過該馬達轉子驅動軸(圖未示)之一內孔。因此該馬達轉子驅動軸未與該踏板軸耦合而是透過該單向驅動設備190與該鏈輪總成110耦合，該馬達170可以藉由任何適當設備安裝或耦合至該鏈輪安裝構件總成。

位在該馬達170之殼體上的是用以將一實體移動轉變成一電磁信號之另一種齒條與小齒輪機構1100'。該機構包含一彎曲齒條1102'及一小齒輪1104’，藉此在使用時，該齒條1102’接合該環致動器構件155之外表面。因此，該齒條1102’被定位成使得即使當該致動器環構件155圍繞該踏板軸旋轉軸旋轉時，它亦一直與該致動器環構件155接合。該齒條1102’在其自由端具有一小輪子1106’，其有助於在該齒條1102’與該旋轉致動器環構件155之間的移動接觸。該齒條1102’被偏壓以佔據一正常位置，且在其自由端上之輪子1106’抵靠該致動器環構件之外表面。該齒條被安裝成圍繞一樞接點1114’樞轉。

當使該致動器環構件155軸向移動遠離該鏈輪安裝構件138時，它頂抵該齒條1102'且使該齒條對抗該齒條之偏壓組件1108’樞轉，該齒條之偏壓組件1108’較佳地包含一扭力彈簧，但是可使用任何適當之偏壓組件。

該小齒輪1104'附有一金屬或磁條1110'，該金屬或磁條1110'係配置成在該小齒輪1104'移動時通過如一霍爾效應感測器之感測器1112'，該感測器1112'測量該小齒輪旋轉之量且輸出與該小齒輪之移動量成正比之一電磁信號。因此這信號包含一電磁信號，該電磁信號與該板構件130相對該鏈輪安裝構件38及因此該鏈輪總成110之鏈輪112的相對移動程度成正比。

與該馬達170連接的是控制電路(圖未示)，該控制電路將由該霍爾效應感測器1112接收之信號且將它轉換成一控制輸入信號以便與該致動器環構件之被檢測移動量成正比地控制供應至該馬達之電流量。

在第16至19圖之實施例中，該齒條與小齒輪機構1100、1100'安裝在該馬達170之殼體上。可了解的是對於在該馬達與該踏板軸同心地定位之這些實施例中之該機構而言，這是一方便之位置。這些實施例對於容許用以將該移動位移信號轉換成一控制信號之控制電路被加入該馬達殼體內或在一安裝在該馬達之殼體之適當控制器內是有利的。它亦在該霍爾效應感測器與該控制電路被放置成在該裝置上互相非常靠近時，對選定電氣信號配線通過該霍爾效應感測器與該控制電路之間提供一適切及相當好的解決方法。但是，可了解的是當該馬達單元被定位在該自行車之另一部份上時，用以檢測該致動器環構件之移動之機構或裝置可以安裝在該自行車之車架上使得該機構或裝置被定位成可檢測該環致動器構件之移動。用以連接該移動檢測設備與該馬達控制電路之適當配線可以被選定通過該自行車之車架。

使用時，一希望得到該馬達之好處的使用者可以操作一較佳地設置在該自行車之手把上之開關等以便接通對該馬達之供電，但是在某些實施例中沒有設置電力開關且該馬達單元是在一持續導通模式，但僅在使用者施加足夠力量於至少該前踏板時供電使得它使該板構件相對該鏈輪移動。在這方面，可了解的是該第一偏壓元件或設備之負載對於決定欲由一使用者施加在該等踏板上以使電力可被供應至馬達且因此協助該使用者朝一向前方向推動該自行車之一力的臨界值扮演一重要角色。

該供電較佳地包含一安裝在該自行車架上之可再充電電池，若已接通對該馬達之供電，則該使用者可以藉由加壓在至少該向前踏板上以便因此使該板構件相對該鏈輪旋轉地位移一小量，控制由該供電供應至該馬達之電力(電流)的量。由該使用者對抗該鏈輪總成之偏壓設備所施加之壓力量決定欲在一可容許範圍內供應之電力的量。本發明所教示之新穎配置不需要騎自行車者操作安裝在手把上之節流閥控制器，讓騎自行車者之手可自由地操作如煞車及齒輪變速機構等安裝在手把上之控制器。此外，使用一與該等踏板連接之供電控制設備容許比可透過手致動控制器達成者更直觀地控制對該馬達之供電。

應了解的是該第一偏壓元件或設備之負載可以被選擇成使得在例如騎自行車通過一平坦地形之正常騎自行車情況下，正常人力壓力將不會造成在該板構件與該鏈輪安裝構件之間的足夠位移而造成該致動器構件之軸向移動且因此沒有電力被供應至該馬達單元。但是，該偏壓設備負載可以被選擇成使得當一使用者騎自行車通過例如上坡地形之一困難地形時或當該使用者在一般地形上亦試圖快速加速時，由該騎自行車者施加在該等踏板上之增大壓力(相較於正常穩定騎自行車情況)將使該致動器構件移動且因此使一電力被供應至該馬達單元以藉此提供一輔助推進力至該自行車。

在其他實施例中，可了解的是該第一偏壓設備負載可以被選擇成使得已透過一適當馬達電力開關單元接通至該馬達單元之電力的一使用者只需要在該前踏板上施加中度壓力以便使該致動器構件致動且因此使電力被供應至該馬達單元。這在設置該等踏板以使一使用者可協助該馬達單元對該自行車供應動力向前移動且因此只偶爾使用該等踏板之實施例中會特別有用。在這種配置中，該通常未使用之踏板作成一方便之馬達轉矩感測器或馬達電力調整控制器。

在上述配置中，依據本發明之經修改鏈輪總成作為一種轉矩感測器，其中由一使用者施加至該等踏板之壓力取決於當該自行車被推進時阻止該自行車之力，因此，當阻力增加時，一使用者必須施加更大之壓力至該等踏板，使該致動器構件更可能被致動。該致動器構件之致動及其致動之程度可與推動該自行車所需之轉距成正比，因此可設想的是依據本發明之經修改鏈輪總成可以作為用於一電動自行車等之一轉矩感測器裝置或元件的實施例。

在本發明之任一上述配置中，被供應至該馬達單元之電力之控制或調整係取決於一使用者加壓在至少該前踏板上之與該馬達單元電力值之調整量連動的壓力程度。本發明提供一更方便地控制或調整被供應至該馬達之電力值之設備且亦提供一更直觀地進行調整之設備。這有一部份是因為使用者可以使用後腳(當朝該自行車移動之向前方向觀看時)作為對加壓在該前踏板上之前腳的一平衡以便調整該馬達單元電力值。

第20至24圖顯示本發明之鏈輪總成及自行車之另一實施例。在以下說明中，將使用如在第11至19圖之說明中使用且在前面加上另外之數字“20”的類似數字來表示類似部件，且說明在該等實施例之間之差異以便闡明。應了解的是，除了另外聲明，這實施例之構造及操作與有關第11至19圖說明者大致相同且具有至少與已說明者相同之結構及構形的變化。

第20圖是用於本發明之這實施例之一驅動鏈輪總成2010之分解立體圖，且第21圖及第22圖分別是該驅動鏈輪總成之前視圖及側截面圖，但是第22圖亦顯示該鏈輪總成與一馬達單元2070組合。第23圖是依據這實施例之自行車之一後部之側視圖，且第24圖是該自行車之後部之俯視圖。

發明所屬技術領域中具有通常知識者由這實施例之以下說明將了解的是這實施例之新穎特徵不是僅限於這實施例，而是可應用於在此所述之其他實施例。此外，其他實施例之新穎特徵可應用於本發明之這實施例。

第20圖之驅動鏈輪總成2010與第11圖者不同處在於它不包括一構形成如以往在自行車中遭遇一般地與一鏈傳動接合之一有齒鏈輪，而是包括一皮帶傳動。一皮帶傳動輪2012以一類似於該第一實施例(第11圖)之鏈輪的方式安裝在該凹部2038上，該皮帶輪2012在其內表面上具有多數向內延伸花鍵2012a，該等花鍵2012a係定位在設置該鏈輪安裝構件2038之後表面中之多數凹部2038a內。該皮帶輪2012固定連結在安裝構件2038上以便被固定成與其一起旋轉，該皮帶輪2012部份地嵌套在該鏈輪安裝構件138之一外圓周表面上，使得它覆蓋用以收納將多數槓桿構件2062可樞轉地安裝在該鏈輪安裝構件2038上之多數銷2066的多數孔2068，因此有效地將該等銷2066固定定位。

該皮帶輪2012具有多數矩形齒，該等齒在使用時接合設置在一皮帶傳動構件2047(第23圖)之一內表面上之一互補形狀有齒部份，該皮帶傳動構件2047驅動設置在該部份顯示之一後輪2057之一輪轂2409上的一較小皮帶輪2058。或者，第20至24圖之鏈輪總成操作以便以對於第11至19圖所述之方式產生一控制輸入，但是該控制輸入可如下所說明地用於除了控制該馬達2070以外之另一目的。

第22與24圖顯示該馬達2070與該踏板軸2020同心地安裝，但可了解的是這不是這實施例之一主要特徵。第22圖顯示第16至19圖所顯示之一種齒條與小齒輪總成20100、20100’安裝在該馬達2070之一殼體上，但是，當該馬達2070未與該踏板軸2020同心地配置時，例如，該齒條與小齒輪機構20100、20100’可以安裝在該自行車之車架上。第24圖顯示這實施例之自行車具有一齒輪比調整機構2077，該齒輪比調整機構2077將連同本發明之其他實施例更完整地在以下說明。

第25至27圖顯示依據本發明之一自行車之另一實施例。在以下說明中，將使用如在第11至19圖及/或第20至24圖之說明中使用且在前面加上另外之數字“30”的類似數字來表示類似部件，且說明在該等實施例之間之差異以便闡明。

第25圖是包括一齒輪調整機構3077之這實施例之自行車之一後輪總成之分解立體圖，第26圖是該自行車之後部之側視圖且第27圖是該自行車之該後部之俯視圖。

發明所屬技術領域中具有通常知識者將由這實施例之以下說明了解這實施例之新穎特徵不是僅限於這實施例，而是可應用於在此所述之其他實施例。此外，其他實施例之新穎特徵可應用於本發明之這實施例。

取代或外加於一馬達單元，該自行車可包括一齒輪調整設備。該齒輪調整設備係構形成由該轉換設備接受一控制輸入以使該齒輪調整設備進行用於該踏板驅動裝置之一齒輪換檔。該齒輪調整設備可以與該自行車之一後輪連接且構形成由該轉換設備接受該控制輸入以藉此進行施加該後輪之一齒輪比之改變。該齒輪調整設備可包含具有一連續齒輪比之一連續可變傳動(CVT)系統，該CVT系統係構形成接受該控制輸入且調整該齒輪比一與被該移動檢測設備檢測之移動成正比之量。該CVT系統可構形成依據該輸入控制信號連續改變該齒輪比，較佳地，該CVT系統具有一與其連接之伺服馬達，該伺服馬達係構形成接受該輸入控制信號藉此該伺服馬達之操作依據該輸入控制信號透過該CVT系統之一控制銷進行該齒輪比之一連續可變變化。

這實施例可包括依據第11至19圖之第一實施例之一鏈傳動或依據第22至22圖之第二實施例之一皮帶傳動。這實施例可包括一與該踏板軸同心地安裝之馬達或一安裝在該自行車上之另一點的馬達以便提供用以推動該自行車向前之驅動力。但是，這實施例可不包括一協助該自行車向前推進之馬達，而是可以一習知方式僅藉踏板來供給動力。但是，依據本發明之一自行車之這實施例包括一種已對於第11至19圖或第20至24圖說明之鏈輪總成(圖未示)，其具有用以檢測一第一構件相對於該鏈輪朝該鏈輪之一旋轉方向之移動的一設備及用以將該被檢測之移動轉換成一控制輸入的一設備。具有這些設備之鏈輪總成因此可依據如前所述之本發明之任一前述實施例，在這實施例中，表示該第一構件相對該鏈輪之一移動量之該控制輸入連同該齒輪調整機構3077一起使用。

該齒輪調整機構3077安裝成與該後輪3057之一輪轂3049連接，其功能是改變施加在由該輪轂3049所接受之驅動與該後輪3057之旋轉之間的一齒輪比。該齒輪調整機構3077可包含一習知齒輪變速機構，藉此該齒輪比在不同步驟中改變。較佳地，但是，該齒輪調整機構3077包含一連續或不斷可變傳動系統(CVT)。一連續可變傳動系統(CVT)是可以透過在最大與最小值之間無限數目之有效齒輪比無段地改變的一傳動系統，這與僅容許選擇少數不同相異齒輪比之其他機械傳動系統形成對比。一CVT之撓性容許該驅動軸在一輸出速度範圍內維持一固定角速度。

該CVT3077可以是任何已知種類之CVT傳動系統，但是，為了修改該CVT3077以便使用在依據本發明之自行車中，該CVT3077包括一調整機構3080，該調整機構3080操作以便調整該CVT277之一操作銷3078。在使用時，該銷3078向內朝向或向外遠離該CVT3077之移動使該CVT3077之目前齒輪比改變。該銷之操作是一習知方式，但是，在本發明之這實施例中提供之修改是修改該CVT3077以包括該調整機構3080及依據來自該鏈輪總成之控制輸入控制該調整機構3080。

該調整機構3080具有多數組件，包括在其輸出軸3083上具有一小齒輪3082的一伺服馬達3081。在使用時，該伺服馬達小齒輪3082驅動一大齒輪3084，該大齒輪3084透過一調整螺栓與螺帽組合3085調整該銷3078相對該CVT277之位置，因此改變該CVT3077之齒輪比。該調整機構之組件被收容在一3086中，與該伺服馬達3081連接之控制電路(圖未示)接收包含來自該鏈輪總成之控制輸入之一信號作為一輸入，該控制輸入表示在施加於該自行車之該等踏板中之至少一前踏板之人力壓力下該鏈輪總成之板構件已相對該鏈輪移動之量。因此，一希望改變齒輪比之騎自行車者可以透過在該等自行車踏板之至少前踏板上施加壓力來如此做，藉此這使該板構件與該鏈輪之間產生相對旋轉位移且藉此與該鏈輪總成連接之齒條與小齒輪機構將該被檢測之移動轉變成一控制信號。在這實施例中，較佳的是該控制輸入包含被用來控制該伺服馬達3081之操作之一電或電子控制信號以便因此使該調整機構3080改變該銷3078向該CVT3077之內或外的位置。

第28圖顯示依據本發明之一自行車之另一實施例。在以下說明中，將使用如在第11至19圖之說明，第20至24圖之說明及/或第25至27圖之說明中使用且在前面加上另外之數字“40”的類似數字來表示類似部件，且說明在該等實施例之間之差異以便闡明。

第28圖是依據本發明另一方面之一自行車之一後部的部份截面俯視圖。依據本發明之一自行車之這實施例可包含一馬達單元4070，該馬達單元4070如圖所示地與踏板軸桿4020同心地安裝，但是可了解的是該馬達可不與該踏板軸桿同心地安裝而是安裝在該自行車之另一部份上。此外，這實施例可不包括一馬達且可與對於第25至27圖所述之實施例相同地使用由該鏈輪總成4010所提供之控制輸入，以便控制設置在該自行車之後輪4057之一輪轂4049中之一CVT4077之齒輪比的調整。

依據本發明之一自行車之這實施例與其他實施例不同處在於該鏈輪包含一前齒輪鏈輪4012，該前齒輪鏈輪4012具有一環繞其圓周之斜齒輪部份，該斜齒輪部份接合一第一斜齒輪4090，該第一斜齒輪4090設置在一驅動桿4091之一第一端上。一互補第二斜齒輪4092設置在該驅動桿4091之一第二相對端上且這第二斜齒輪4092再接合一後斜齒輪4093，該後斜齒輪4093安裝在該自行車之後輪4057之輪轂4049上。該驅動桿被軸承4097、4097’可旋轉地支持，該驅動桿4091與第一與第二斜齒輪4090、4093可以被收納在一後殼體4099中，該後殼體4099形成該自行車之一部份，即，形成該後輪4057可旋轉地安裝於其上之兩向後撐桿中之一撐桿。在使用時，施加至該鏈輪總成4010之前齒輪鏈輪4012之驅動透過該等第一與第二斜齒輪4090、4092、該驅動桿4091及該後斜齒輪4093傳送至一CVT4077，該CVT4077設置在該後輪之輪轂4049中。依此方式，依據本發明之這實施例之自行車不使用一鏈或皮帶傳動，而是使用一齒輪及驅動桿組合將驅動力由該前齒輪鏈輪4012傳送至該自行車之後輪4057。

除了上述差異以外，在這實施例與本發明之其他實施例之間的另一差異是用以檢測該鏈輪總成4010之一第一板構件4030相對於該前齒輪鏈輪4012之移動的設備包括一致動器環構件4055，該致動器環構件4055被安裝成鄰近該板構件4030之一前面。該致動器環構件4055具有一倒角邊緣部份，該倒角邊緣部份接合一槓桿構件4094以便將該致動器環構件4055遠離該板構件4030之軸向移動傳送至第16至19圖中所示之種類的一齒條與小齒輪機構40100、40100’。在這實施例中，如同在其他實施例中一般，該板構件4030係構形成當由一騎自行車者施加人力壓力至該等踏板4016之至少一前踏板時，在某些情況下具有相對於該前齒輪鏈輪4012一有限量之旋轉位移。一般而言，除了上述結構上之差異以外，這實施例之鏈輪總成4010以與第11至19圖之鏈輪總成大部份相同之方式工作。此外，這實施例之CVT4077以與對於第25至27圖所述之CVT3077大致相同之方式工作。

第29至35圖顯示依據本發明之一自行車之另一實施例。在以下說明中，將使用如在第11至19圖之說明、第20至24圖之說明、第25至27圖之說明及/或第28圖之說明中使用且在前面加上另外之數字“50”的類似數字來表示類似部件，且說明在該等實施例之間之差異以便闡明。

第29圖顯示依據本發明另一實施例之一驅動鏈輪總成之分解立體圖，第30圖是第29圖之鏈輪總成之前視圖而第31圖是沿第29圖之線B-B所截取之側截面圖且第32圖是沿第29圖之線C-C所截取之側截面圖。第33圖是第29圖之鏈輪總成之後視圖而第33圖是沿第33圖之線D-D所截取之側截面圖且第35圖是沿第33圖之線E-E所截取之側截面圖。

這實施例之鏈輪總成5010包含第一與第二鏈輪5012、5012'，該第一鏈輪5012固定在鏈輪安裝構件5038上且，在使用時，驅動一鏈傳動以便將驅動力由該第一鏈輪5012傳送至該自行車之後輪。這實施例之第一鏈輪5012與第11至19圖之實施例之鏈輪相反地不包括多數向內懸伸之花鍵且這實施例之鏈輪安裝構件5038沒有一凹陷後表面，但是，該鏈輪5012固定在該鏈輪安裝構件5038上以便以與第11至19圖之實施例之鏈輪與鏈輪安裝構件類似之方式與其一起旋轉且因此以大部份相同之方式作用。

該第二驅動鏈輪5012’亦固定在該鏈輪安裝構件5038上以便與其一起旋轉，但是在與該第一鏈輪5012之側相反之側上，如可在第31與33圖中最佳地看見。該第二鏈輪5012’配置成由一第二鏈傳動(圖未示)接受驅動，該第二鏈傳動被該馬達單元(圖未示)驅動，該馬達單元在這實施例中未與該踏板軸軸同心地安裝，而是安裝在該自行車之車架的另一部份上。因此，這實施例具有兩鏈傳動：一用以將驅動力由該馬達單元傳送至該第二鏈輪5012’之第二鏈傳動；及用以將驅動力由該第一鏈輪5012傳送至該自行車之後輪的第一鏈傳動，其中該驅動力係由人力地操作該等踏板之一使用者及/或透過該第二鏈傳動由該馬達單元提供。

該鏈輪總成5010包括對於第11至19圖之實施例所述之種類之一致動器環構件5055。

在這實施例中，如同在其他實施例中一般，該第一板構件5030係構形成具有相對於該前齒輪鏈輪5012鏈輪安裝構件5038一有限量之旋轉位移及用以檢測這移動之設備且用以將該被檢測之移動以一類似於其他實施例之方式轉換成一控制輸入之齒條與小齒輪設備50100、50100’，如第29至35圖可見。該移動檢測設備之槓桿5062使用多數托架5088安裝在該鏈輪安裝構件5038上。

第36圖顯示具有一鏈輪總成10之一自行車500，該鏈輪總成10具有用以依據本發明之任何實施例檢測該板構件30相對於該鏈輪12之相對移動之相關設備100、100'及具有用以協助一騎自行車者提供該自行車向前移動之動力之一相關供電之一馬達。藉由在第12圖中之虛線，顯示馬達之多數可能位置之某些位置。例如，該馬達70可以安裝成接合在前或後輪上之其中一輪胎或輪緣。另一方面，該馬達可以安裝成使得它與一驅動鏈輪或該後輪之一軸或該前輪之一軸耦合。或者，它可以與某些較佳實施例有關之在此揭露之新穎方式安裝藉此該馬達轉子與該踏板軸20同心地安裝或定位成遠離該踏板軸且藉一第二鏈傳動或皮帶與一第二鏈輪連接。

第37至40圖顯示依據本發明之一自行車之另一實施例。在以下說明中，將使用如在第11至19圖之說明、第20至24圖之說明、第25至27圖之說明、第28圖之說明、第29至35圖之說明及/或第36圖之說明中使用且在前面加上另外之數字“70”的類似數字來表示類似部件，且說明在該等實施例之間之差異以便闡明。

這實施例大致有關於用以將一環致動器構件或推板之移動轉換成用於如一馬達或齒輪換檔機構之踏板驅動裝置之一組件之一控制信號的無接觸設備。因此發明所屬技術領域中具有通常知識者由這實施例之以下說明可了解的是這實施例之新穎特徵不是僅限於這實施例，而是可應用於在此所述之其他實施例。此外，其他實施例之新穎特徵可應用於本發明之這實施例。

第37圖是依據本發明之另一實施例之一驅動鏈輪總成之沿第38圖之線B-B截取的一側截面圖，第38圖是第37圖之鏈輪總成之前視圖。第39圖是第37與38圖之鏈輪總成之板構件及鏈輪安裝構件之放大部份截面圖，第40圖是第37至39圖之驅動鏈輪總成之分解立體圖。

這實施例之鏈輪總成7010包含第一與第二軸環70120、70120'，該軸環70120固定在鏈輪安裝構件7038上且，在使用時，驅動一鏈傳動(圖未示)以便將驅動力由該第一鏈輪7012傳送至，例如，在一配置中，該自行車之一後輪，但是應了解的是該踏板驅動裝置可包含自行車以外之裝置。這實施例之第一鏈輪7012可與第11至19圖之實施例之鏈輪相同地包括多數向內懸伸之花鍵7012a，但是該等向內懸伸之花鍵7012a並未向內延伸與在第11至19圖之實施例之鏈輪一樣地遠。該鏈輪7012固定在該鏈輪安裝構件7038上以便以與第11至19圖之實施例及其他實施例之鏈輪與鏈輪安裝構件類似之方式與其一起旋轉且因此以一類似方式作用。

該第二驅動鏈輪7012’亦固定在該鏈輪安裝構件7038上以便與其一起旋轉，但是在與該第一鏈輪7012之側相反之側上，如可在第37圖中最佳地看見。該第二鏈輪7012’配置成由一第二鏈傳動(圖未示)接受驅動，該第二鏈傳動被該馬達單元(圖未示)驅動，該馬達單元在這實施例中，與其他其他之某些實施例相反地，未與該踏板軸軸同心地安裝，而是安裝在該自行車之車架的另一部份上。因此，這實施例具有兩鏈傳動：一用以將驅動力由該馬達單元傳送至該第二鏈輪7012’之第二鏈傳動；及用以將驅動力由該第一鏈輪7012傳送至該自行車之後輪的第一鏈傳動，其中該驅動力係由人力地操作該等踏板之一使用者及/或透過該第二鏈傳動由該馬達單元提供。

該鏈輪總成7010包括類似於但不完全相同之對於第11至19圖之實施例所述之種類的一致動器環構件或推板5055。在這實施例中之一例外是該致動器環構件7055係構形成如以下將更詳細說明地以一相對於用以將該第一板構件7030之一被檢測移動轉換成一控制輸入之設備無接觸的方式動作。

在這實施例中，如同在其他實施例中一般，該第一板構件7030係構形成具有相對於該前齒輪鏈輪7012鏈輪安裝構件7038一有限量之旋轉位移及用以檢測這移動之設備7062且設有用以將該被檢測之移動轉換成一控制輸入之設備70110、70120、70112。該移動檢測設備之槓桿7062使用多數托架7088及多數樞銷7066安裝在該鏈輪安裝構件7038上。

如在其他實施例中一般，當一使用者施加人力壓力於該等踏板之至少一前踏板時，使該第一板構件7030相對於該鏈輪7012之鏈輪安裝構件7038旋轉地位移由該等偏壓元件7050控制之一量。這旋轉位移使該等槓桿7062由其正常位置樞轉使得，如第39圖中最佳地看見，該等槓桿7062之遠端接合該致動器環構件或推板7055且使它軸向地遠離該鏈輪7012鏈輪安裝構件7038。用以轉換該推板7055之該被檢測軸向移動之設備70110、70120、70112包含一無接觸設備，即，與該致動器環構件/推板實體地接合該轉換設備之一部份之本發明的其他實施例相反地，該推板7055未實體地接觸該等設備70110、70120、70112。在這實施例中，該等設備70110、70120、70112包含一安裝在該推板7055上之磁化元件70110及安裝在一軸環70120上之如一霍爾效應感測器的一感測器70112，藉此該致動器構件7055在該軸向方向上之移動使該磁化元件70110相對於該感測器70112移動。該感測器70112藉由在一凹部中之一板安裝，該凹部形成在該軸環70120之一周邊表面上。可以有超過一個之感測器，但是在顯示這實施例之圖中只顯示一感測器。該軸環70120被固定連結在該鏈輪總成後方在一相對該軸7020之一固定軸向位置處。該磁化元件可被安裝在該致動器環構件7055之一軸環部份7055a上，該磁化元件70110可被配置在該推板7055上使得，當該推板軸向遠離該鏈輪安裝構件7038移動時，該磁化或磁性元件朝該感測器70112移動。該磁化元件70110可包含一環狀磁性元件或它可包含多數安裝在該推板7055上之個別的，但是分開的磁性元件。該磁性元件70110相對於該感測器之移動使該感測器之磁場變化，這磁場變化可被轉換成用於如該踏板驅動裝置之馬達或齒輪換檔裝置之另一組作的一控制輸入信號。

這實施例與在此所述之其他實施例的另一差異是在鏈輪安裝構件7038後方提供一保護蓋70123，該保護蓋70123之功能是防止水、髒污及/或其他污染物進入該鏈輪總成7010中且，更特別地，到達包含該推板7055、移動檢測設備7062及用以將一被檢測信號轉換成用於該踏板驅動裝置之另一組件之一控制輸入之鏈輪總成的側。

這實施例具有多數優點，該等優點係由具有用以將一環致動器構件或推板之移動轉換成用於該踏板驅動裝置之一組件之一控制輸入信號的一非接觸設備產生。一優點是用於實施該轉換設備之部件數目可以減，另一優點是透過避免在該推板與該轉換設備之任何部件之間的任何接觸來減少磨損。再一優點是非接觸轉換設備可以作成比在該推板與該轉換設備之一份之間需要實體接觸之其他實施例更靈敏。

在這與其他實施例中，當沒有人力壓力施加於該踏板驅動裝置之踏板7018之至少一前踏板時相對該第一板構件7030偏壓該鏈輪安裝構件7038在其第一位置的該等多數偏壓元件7050可以被配置成使得當人力壓力施加於該等踏板7018之一前踏板時，至少一偏壓元件7050係構形成在其他偏壓元件之前先被接合。因此，該等偏壓元件7050之至少一者控制該第一板構件7030相對於該鏈輪安裝構件7038之移動為該第一板構件7030相對該鏈輪安裝構件7038之一第一可能移動部份。該等偏壓元件7050可包含第一組偏壓元件及第二組偏壓元件，其中該第一組偏壓元件係構形成當該人力壓力施加於該等踏板之一前踏板時在該第二組偏壓元件之前被接合。該第一組偏壓元件因此控制該第一板構件7030相對於該鏈輪安裝構件7038之移動為該第一板構件7030相對該鏈輪安裝構件7038之一第一可能移動部份。該第一組偏壓元件，即，彈簧7050可以是包含該第二組偏壓元件者之較長且較軟之彈簧。這配置之一優點是該鏈輪總成對一使用者施加人力壓力至該等踏板7018用以進行該第一板構件7030相對於該鏈輪安裝構件7038之可能旋轉調整之一初始部份比用以進行該第一板構件7030相對於該鏈輪安裝構件7038之可能旋轉調整之一後續部份更為靈敏。此外，該偏壓元件7050可配置成三或多組偏壓元件，各組係比前一組更短且更硬(較高彈性模數)，因此該鏈輪總成對在該等踏板上之使用者壓力的靈敏度變成隨著由一使用者所施加之人力壓力增加逐漸地較不敏感。

第41與42圖顯示依據本發明之一馬達與鏈輪總成之另一實施例。這實施例是來自第11至19圖、第20至24圖、第25至27圖、第28圖、第29至35圖、第36圖及第37至40圖示之某些實施例之元件及某些新特徵的組合。發明所屬技術領域中具有通常知識者可了解的是這實施例之新穎特徵可在本發明之其他已說明實施例中適當修改之情形下使用。

請參閱第41與42圖，所顯示的是依據本發明之一馬達與驅動機構總成。具有該馬達與驅動機構總成之如一自行車的一裝置可包含形式為可人力操作踏板8010之用以施加一外部提供驅動力至該馬達之一輔助軸桿8032的設備，該輔助軸桿8032包含，例如，該自行車之一踏板軸。該等踏板8010被固定成與該踏板軸8032一起旋轉以便接受一人力提供驅動力。該馬達具有一用以接受一人力提供驅動力之馬達軸桿8035，一第一轉矩傳送路徑被用來將該人力提供驅動力傳送至包含該踏板驅動裝置之一鏈輪8042的一驅動機構且一第二轉矩傳送路徑被用來將該馬達提供驅動力傳送至該踏板驅動裝置之鏈輪8042。一第一單向驅動設備8050設置在該第一轉矩傳送路徑在該踏板軸8042與該鏈輪8042之間使得，當該鏈輪透過該第二轉矩傳送路徑被該馬達提供驅動力驅動，該踏板軸可以自由轉動。

這配置之一優點是不必在該自行車之後輪上提供一自由轉動鏈輪，這是因為除了當該馬達驅動操作時使該踏板軸1自由轉動以外，該第一單向驅動設備8050亦提供這功能。

該第一轉矩傳送路徑至少包含用以提供一外部驅動力之設備，即該等可人力操作踏板8010；該輔助軸桿8032，即該等踏板8010被固定成與其一起旋轉之該踏板軸；及該第一單向驅動設備8050。該第一單向驅動設備8050機械地耦合該踏板軸8032與該鏈輪8042使得該第一單向驅動設備8050將施加於該等踏板8010之馬達提供驅動力傳送至該鏈輪8042，以使該鏈輪旋轉。該第一單向驅動設備8050亦容許該踏板軸在該鏈輪被該馬達軸桿8035驅動時自由轉動，該第一單向驅動設備可包含一自由轉動裝置，例如一超速軸承8050或一超速離合器或適用於可透過該單向驅動設備之一輸出構件施加驅動力，但是對一輸入構件而言當沒有透過該第一單向驅動設備傳送驅動力時自由轉動之任何裝置。

該第二轉矩傳送路徑至少包含該馬達軸桿8035，被裝在該馬達之一外殼8038中機械地耦合該馬達軸桿8035與該鏈輪8042之一齒輪機構，及在該齒輪機構與該鏈輪之間的一第二單向驅動設備8055。該齒輪機構具有一減速齒輪比且操作將該馬達提供驅動力以該減速齒輪比由該馬達軸桿傳送至該驅動機構，即該鏈輪。該齒輪機構可包含一具有一行星齒輪8040之一行星齒輪機構，該行星齒輪8040之旋轉軸相對該馬達軸桿之旋轉軸偏移一預定量。該第二單向驅動設備8055係配置成使得當該鏈輪8042被在該踏板軸8032上之外部提供驅動力驅動時，該第二單向驅動設備8055使該馬達軸桿保持不動，即不被該人力施加驅動力驅動。該第二單向驅動設備可包含一自由轉動裝置，例如一超速軸承或一超速離合器或適用於可透過該單向驅動設備之一輸出構件施加驅動力，但是對一輸入構件而言當沒有透過該第二單向驅動設備傳送驅動力時自由轉動之任何裝置。

如第41與42圖中更清楚地顯示，該馬達與鏈輪總成包含：該馬達；被軸承8063支持之馬達轉子中空軸桿8035；一在該馬達之一端之端蓋8071，即該行星齒輪機構之外殼8038；一固定在該行星齒輪機構之外殼8038內之內齒輪環8034；一固定在該馬達之中空軸桿8035四週之偏心輪8037；及一設置在該中空軸桿8035與該偏心輪8037之間以由該軸桿8035傳送轉距至該偏心輪8037之平坦鍵部。該行星齒輪8040藉由一對軸承8039被嵌合在該偏心輪8037之外圓周四週，以便與該偏心輪一起旋轉，且與該內齒輪環8034之齒接合，但是在某些實施例中僅使用一軸承。一行星齒輪托承8058藉由一軸承8051被支持在該外殼8038內，一浮動耦合凸緣8059被定位在該行星齒輪8040與該行星齒輪托承8058之間。該行星齒輪具有徑向地延伸靠近其圓周之至少兩長形孔8060，該行星齒輪托承8058具有形成在其相圓周之相對邊緣之兩長形向內懸伸開口端槽孔8049，其中該行星齒輪托承11之長形槽孔8049係與該行星齒輪之孔8060角度地分開大約90度。該浮動耦合凸緣8059在其相對面上具有成對之滑塊8061，其中在該凸緣之一面上之第一對滑塊與形成在該凸緣之相對側面上之第二對塊體角度地分開90度。該等第一對滑塊係構形成可滑動地定位在該行星齒輪中之長形孔內，而該等第二對滑塊係構形成被定位在該行星齒輪托承之槽孔內。在該凸緣耦合器8059中與在該行星齒輪中之孔及在該行星齒輪托承中之槽孔一致之兩對滑塊的功能是配合該行星齒輪相對於該馬達軸桿之旋轉軸之偏心移動及實現將一馬達驅動力由該行星齒輪傳送至該行星齒輪托承且因此至該鏈傳動8042。為了實現將一馬達驅動力由該行星齒輪傳送至該行星齒輪托承11，該行星齒輪托承透過該第二單向驅動設備耦合以便與該鏈輪/鏈傳動8042一起旋轉。

該踏板中心軸8032自由地設置在該馬達之中空軸桿8035中且與該馬達軸桿同軸地安裝，該踏板中心軸藉由軸承被支持在該馬達之中空軸桿及該行星齒輪托承中。該等踏板曲柄8010設置在該踏板中心軸8032之端部，在該總成之一鏈輪側上與該踏板曲柄8010連接的是包含固定在該踏板軸8032上之一單向自由轉輪8050的第一單向驅動設備。

如第41與42圖中所見，一轉矩感測器機構之結構構件被配置在該馬達之外殼右側且被設計成控制該電動馬達之一工作狀態之控制器被配置在該馬達之左端蓋中。

該轉矩感測器包含一形態為一驅動盤8045之第一環形板型構件及一形態為一被驅動盤8044之鏈滑輪或鏈輪安裝構件，一鏈滑輪或驅動鏈輪8042藉螺栓或螺絲固定在該被驅動盤8044之外緣上。一護鏈裝置8043被配置在一與該鏈滑輪8042相鄰之外側上，以便防止騎自行車者碰觸該運轉中之鏈滑輪及鏈條。形態為壓縮彈簧8056之偏壓元件被配置成與圓周正切在該驅動盤8045與該被驅動盤8044之間，該驅動盤8045被固定在該第二單向驅動設備之一外環上，該外環可包含，例如，一單向軸承。該單向軸承之一內環固定在該軸中心軸桿8032上，形態為排檔桿8047之多數槓桿構件被配置在該驅動盤8045之一內盤面上。該等排檔桿8047被嵌套在各個軸桿銷8048上且可圍繞其固定在該驅動盤8045之內盤面上的軸桿銷8048旋轉，各個凸塊或銷8046被配置在該被驅動盤8044與該驅動盤8045之間的一耦合面上，對應於該等排檔桿8047，使得當該驅動盤8045移動且產生一相對該被驅動盤8044之角位移時，該等凸塊8046將驅動該等排檔桿8047圍繞該等軸桿銷8048旋轉。一推盤8054被配置在該驅動盤8045之一凹孔中且嵌套在該軸桿8032上，一推盤銷8052安裝成靠近該推盤8054之一中心孔。一第一槽孔8053被配置在該軸桿8032上且對應於該推盤銷8052，使得該推盤銷8052通過該第一槽孔8053且可在該排檔桿8047之驅動作用下朝相同之軸向方向與該推盤8052一起移動。

一已說明之浮動耦合凸緣8059被配置在該行星齒輪8040與該行星齒輪托承或輸出凸緣8058之間，形成在該行星齒輪之圓周附近的兩相對孔包含配置在該行星齒輪8040之一盤面上的兩大致矩形貫通孔8060。在該行星齒輪托承或輸出凸緣上之兩開口端槽孔包含配置在該輸出凸緣8058之一盤面上的兩大致矩形貫通孔8049，兩凸起矩形滑塊8061被配置在該耦合凸緣8059之各盤面上以在它們之間一90度的夾角圍繞該凸緣之圓周。該等矩形滑塊8061分別被插入在該行星齒輪8040上之兩矩形貫通孔8060及在該輸出凸緣8058上之兩矩形貫通孔8049，藉此該行星齒輪8040之動力可以被傳送至該輸出凸緣8058。該第二單向驅動設備係透過一螺紋連接而固定在該輸出凸緣8058上，一單向飛輪8055作為該第二單向驅動設備，其外緣藉由螺栓8057被固定在該被驅動盤8044上。該輸出凸緣8058之外緣藉一軸承8041被支持在該馬達外殼8038中，且另一個軸承8051配置在該輸出凸緣8058之一內孔中以支持該軸桿8032。

該踏板軸8032具有一中央貫通孔8064，在該第一槽孔之一相對側上亦有一第二槽孔8072。一磁環8070配置在該軸桿8032上對應於該第二槽孔8072且可沿著該軸桿8032軸向滑動，一磁環銷8074被徑向地插入該磁環8070中。一推桿8065以一可移動之方式被放在該軸桿8032之中心孔8064中，該推桿64之一端抵靠該推盤銷8052且該推桿8064之另一端接合該磁環銷8074。該推桿8065被設計成將該推盤8054之軸向移動傳送至該磁環8070，使得該磁環8070可以朝一軸向方向沿著該軸桿與該推桿8054同步地移動。一回動彈簧8073被配置在該中心軸桿8032之中心孔64中，以便保持在該磁環8070上之磁環銷8074抵靠該推桿8065且因此透過該推盤銷8052保持該推盤抵靠該排檔桿8047。一磁盤8066配置成與該磁環8070相鄰且固定在該中心軸桿8032上並且可以與該中心軸桿8032同步地旋轉。

一端蓋8071被配置在該馬達外殼之左端上，多數適當電子組件元件安裝於其上用於該控制器之一電路板被固定在該端蓋8071之內側上。此外，一檢測在該踏板曲柄8010上之踏板壓力之第一霍爾元件8069及一檢測在該踏板曲柄10之旋轉角度之第二霍爾元件8068安裝在該電路板8067上。

在操作時，當該騎自行車者開始藉由交替地推動該等踏板來騎乘該自行車時，該踏板壓力透過該曲柄8010使該軸桿8032旋轉。包含該單向軸承之第一單向驅動設備8050驅動該驅動盤8045與其同步地旋轉，該驅動盤8045壓縮該壓縮彈簧8056以便驅動該被驅動盤8044與它一起旋轉。因此，固定在該被驅動盤8044上之鏈滑輪8042可透過該鏈條驅動該踏板驅動裝置，例如自行車向前移動。在此同時，由該騎自行車者施加在該驅動盤8045上之旋轉轉距壓縮該壓縮彈簧8056以超越該自行車遭受之移動阻力，且因此在該驅動盤8045與該被驅動盤8044之間產生一角位移。在該被驅動盤8044上之凸塊8046接著接觸在該驅動盤8045上之排檔桿8047且驅動該等排檔桿8047圍繞其軸桿銷8048旋轉，使得該等排檔桿8047之端部推動該推盤8054以便況著該軸桿產生其軸向移動。該推盤8054之軸向移動透過該推盤銷8052、推桿8065及磁環銷8074驅動該磁環8070，以便產生沿該軸桿之軸向移動。此時，與該電路板8067連接之第一霍爾元件8069檢測由於該磁環8070之移動所產生之磁力變化且提供一變化信號至該控制電路。依據被該第一霍爾元件8069所檢測之磁環8070之移動，該控制電路開始供應電力至該電動馬達8036以使該電動馬達8036旋轉。來自該電動馬達8036之輸出轉距與由該騎自行車者施加在該等踏板上之轉距結合以便形成用於該自行車之驅動力，該結合之驅動力透過該鏈條藉該鏈滑輪8042傳送至該自行車之後輪。

該控制電路可以依據由該第一霍爾元件8069所檢測之磁環8070之移動量調整供應至該電動馬達8036之電流，因此，來自該電動馬達8036之輸出轉距與由該騎自行車者施加在該等踏板上之轉距大小成正比。

當由該騎自行車者施加在該等踏板上之轉距減少至不足以壓縮該等壓縮彈簧8056之值時，該控制電路將切斷供應至該電氣接觸之電力。為了避免當該騎自行車者藉由以左與右腳交替地加壓該等踏板時該電動馬達之重覆切換接通/斷路(ON/OFF)的現象，一被設計成檢測該軸桿8032之旋轉的元件被配置在該控制電路上。一磁盤8066被設置在與該磁環8070相鄰之一側且相對該軸桿8032被固定以便與其一起旋轉，在這情況下，即，該等壓縮彈簧8056未被壓縮同時該軸桿8032仍在旋轉，在該電路板8067上之第二霍爾元件8068檢測在該磁盤8066上之磁性元件之旋轉且提供一信號至該控制電路，使得該控制電路將繼續供應電力至該電氣接觸數秒鐘以避免該供電之經常切換ON/OFF，藉此防止騎自行車者不便地經歷來自該電動馬達之間歇動力增大。這連續供電之特徵在爬坡時特別有利。該磁盤8066及霍爾感測器8068亦可透過決定該磁盤8066旋轉得多快來為該裝置提供一速度信號。

配置在該行星齒輪8040與該輸出凸緣8058之間的耦合凸緣8059形成包含一滑塊-被驅動軸桿耦合器之一三部份組件組，當該行星齒輪8040被該電動馬達之中空馬達軸桿8035驅動時，在該耦合凸緣8059一側之滑塊8061被在該行星齒輪8040之盤面上之矩形槽孔8060驅動且因此該耦合凸緣8059與該行星齒輪8040一起旋轉。另一方面，在該耦合凸緣8059之另一側，滑塊8061則插入在該輸出凸緣8058之盤面上之矩形槽孔中，使該輸出凸緣8058與其一起旋轉。由於該輸出凸緣8058被該軸承8041支持在該外殼8038中且該行星齒輪8040被軸承8039支持在安裝在該電動馬達之中空軸桿8035上之偏心輪8037上，所以該行星齒輪8040依據由該偏心輪8037所提供之偏移旋轉以便接合該內齒輪環8034。該耦合凸緣8059透過不同軸線連接該行星齒輪8040與輸出凸緣8058且因為在該耦合凸緣8059之兩側之滑塊8061可以在該行星齒輪8040上之矩形槽孔8060中及在輸出凸緣8058上之矩形槽孔8049中滑動，所以在該行星齒輪8040與輸出凸緣8058之間傳送輸出動力。一平衡元件8062可以被配置成與該行星齒輪8040相鄰以便平衡由該行星齒輪8040之偏心旋轉所產生的離心力，在其他實施例中，平衡可藉由一配置成與該(第一)行星齒輪旋轉相位相差180度之第二行星齒輪達成。

與該轉矩感測器及控制器配置在該馬達與鏈輪總成外側之實施例相反地，將這些移入該總成之外殼使得整個總成構成為一整體總成是有利的。此外，原本暴露在該總成外側之組件此時被該總成之外殼保護，因此避免任何沙、灰塵或雨水之侵入。另外，配線之暴露等減少且經由磨損或磨擦所造成之損害可以減少或避免。

與其他實施例相反地，在該行星齒輪與輸出凸緣耦合器之間的原本銷/套筒動力傳動結構改變成一滑塊型軸桿耦合動力傳動結構。因此，該結構可以傳送較高轉距且更穩定且可靠地工作。

另一改良顯示在第42圖中，在這改良中，用以收納壓縮彈簧之彈簧槽孔8081係配置在該驅動盤8045與被驅動盤8044之耦合面上。壓縮彈簧8056及短壓縮彈簧8056’被配置在各個彈簧槽孔8081中，該短彈簧8056’之長度比在該驅動盤8045與該被驅動盤44耦合後形成之正常彈簧槽孔8081的長度短。因此，在初始狀態中，該等短彈簧8056’係在一自由狀態(即未被壓縮)，且產生以下工作狀況：當該騎自行車者開始以踏板騎車時，該驅動盤8045首先僅壓縮該等正常壓縮彈簧8056，使該電動馬達透過該轉矩感測器及該控制器啟動；當該騎自行車者增加該踏板壓力時，在該驅動盤8045與該被驅動盤8044之間的相對角位置再增加，且該驅動盤8045開始接觸且亦壓縮該等短壓縮彈簧8056’；此時，該壓縮彈簧8056與短彈簧8056’兩者均被壓縮，且該控制電路依據當在該驅動盤8045與該被驅動盤8044之間的相對角位移增加時來自該轉矩感測器之信號增加對該電動馬達之電力輸出。

在這改良中，該等正常彈簧8056與該等短彈簧8056’可以依需要組合地被選擇成具有特定長度、剛性、及數目，以達成該馬達所需之動力增大效應。

所得到之裝置的動力增大效能可以如下地被增進：當該裝置在一水平道路上行駛時，即使由該騎自行車者施加在該等踏板上之壓力不高，亦可以獲得適當之推進力，因為行駛阻力開始時為低；當爬坡或在重負載下開始時，必須在該等踏板上施加較高壓力，此時，該電動馬達可以被控制以便提供較高輸出，使得該騎自行車者可以獲得足夠之推進力。

如第43圖所示，固定在該被驅動盤8044上之鏈滑輪8042及護鏈裝置8043可以一皮帶輪8033取代，使得驅動該裝置之該鏈可以一皮帶取代以減少該裝置之重量且在該裝置操作/動作時減少噪音。

如第44與45圖所示，由配置在該行星齒輪8040與該輸出凸緣8058之間之耦合凸緣8059構成之包含該滑塊-被驅動軸桿耦合器之該三部份組件組可被一耦合凸緣8059’取代，該耦合凸緣8059’具有配置其圓周四週之四個槽孔8078’。該行星齒輪8040’不再具有用以收納滑塊之孔，但取而代之的是具有一對相對銷8075’，滑塊8077’安裝在該對相對銷8075’上，在使用時，該等滑塊8077’可滑動地定位在該耦合凸緣8059’中之各個槽孔8078’中。類似地，該輸出凸緣亦具有一對相對銷8075’，滑塊8077’安裝在該對相對銷8075’上，其中在該輸出凸緣上之該對銷係與在該行星齒輪上之該對銷旋轉相位相差90度。這三部份組件組之操作大致與如參照第41與42圖之實施例說明者相同，但具有一較簡單之構造。

第46與47圖顯示包含一滑塊-被驅動軸桿耦合器之另一三部份組件組，其中除了該等槽孔8078"具有用以收納一滾子軸承或一軸襯而不是一銷安裝滑塊之一彎曲根部的事實以外，該耦合凸緣8059"類似於第44與45圖者。該行星齒輪具有一對銷8075"，但安裝在該等銷上的是滾子軸承8079"(第46與47圖)或軸襯8080(第47與48圖)。使用滾子軸承8079"或軸襯8079優於滑塊的是對其他組件之磨損較少。滾子軸承8079"優於軸襯8080，但是軸襯是一較便宜之選項。

在所有實施例中，該馬達可以是一直流(DC)無刷馬達。

與習知馬達輔助自行車比較，本發明至少具有以下優點：

1)本發明使用具有一中空軸桿之特殊設計馬達，該中空軸桿與一減速行星齒輪機構直接連接且由於該行星齒輪具有比該環齒輪更少之齒或更小之直徑，所以可以最小空間尺寸獲得一足夠之傳動比。因此，所有部件與該踏板中心軸可以一起構成為一同軸驅動總成，使得該結構是緊緻的，該自行車是輕量的，且其操作更有彈性；

2)本發明可以與安裝在一自行車後輪之一標準外部傳動裝置或內部傳動裝置組合使用，以進行踏板驅動或馬達驅動。該速度比可以在騎乘該自行車時改變，使得該自行車可以佳驅動效率利用各種範圍之速度在山上或平地上操作；

3)本發明是非常實用的，且可以在將其中心軸稍微修改後直接安裝在一現有自行車上；

4)利用依據上述結構之驅動模式，它可以減少一騎乘者在騎乘時花費之力氣；

5)本發明可以部份地修改以變成一具有一發電功能及其他功能之運動自行車，其他功能包含例如電池可以在下坡或由使用者踩踏時藉由該自行車之慣性矩充電；及

6)本發明之結構新穎、輪廓簡單，且可以被應用於各種電動自行車或電動輔助自行車。

雖然本發明在圖式與前述說明中已詳細顯示與說明過了，但是其應被視為說明性的且不受限於文字，應了解的是僅已顯示與說明多數示範性實施例且該等示範性實施例不會以任何方式限制本發明之範疇。可了解的是在此所述之任一特徵可與任一實施例使用，所示實施例不是互不相容的且不排除未在此所述之其他實施例。因此，本發明亦提供包含一或多個上述所示實施例之組合。可以在不偏離本發明之精神與範疇之情形下，進行如在此所述之本發明之修改與變化，且因此，唯一應施加之限制係由附加申請專利範圍表示。

在以下申請專利範圍中及在本發明之前述說明中，除了本文由於明確之語言或必定之含意而另外需要以外，該用語“包含”或如“包含有”或“包含著”之變化形係以一非遍舉方式使用，即，用以指明所述特徵之存在但不排除在本發明之各種實施例中存在或增加更多特徵。

1．．．踏板軸；踏板中心軸

2．．．軸承

3．．．軸承

4．．．軸桿

5．．．馬達

6．．．軸承

7．．．外殼

8．．．內齒輪環；內環齒輪

8'．．．內環齒輪

9．．．軸承

10．．．踏板；踏板曲柄；鏈輪總成

11,11'．．．行星齒輪托承

12．．．棘輪；鏈輪

13．．．第一單向驅動設備(單向自由轉輪)

14．．．軸承

15．．．棘齒；棘齒構件

16．．．鏈輪

17．．．銷

18．．．軸襯

19．．．四個圓形孔

20．．．行星齒輪；踏板軸

21．．．軸承

22．．．偏心輪

23．．．平坦鍵部

24．．．平衡構件

25．．．第二偏心輪

26．．．第二行星齒輪

27．．．孔

28．．．軸承

29．．．無齒內環齒輪

30．．．第一無齒行星齒輪；板構件

31．．．第二無齒行星齒輪

40．．．自行車

50．．．馬達與鏈輪總成

70．．．馬達

100,100'．．．檢測設備

110．．．驅動鏈輪總成

112．．．驅動鏈輪

112a．．．花鍵

114．．．齒

116．．．踏板

118．．．曲柄臂

120．．．踏板軸

122．．．踏板軸旋轉軸

124．．．軸環

124a．．．外螺紋部份

126．．．安裝板

126a．．．內螺紋部份

126b．．．周邊緣部份或凸緣

128．．．螺栓孔或螺孔

130．．．板構件

130a．．．內環形部份或凸緣

132,134．．．兩排同心螺栓孔

136．．．螺栓孔或螺孔

138．．．安裝構件；離合器構件

138a．．．互補槽孔

138b．．．凹部

138c．．．環形壁

140．．．螺栓或螺絲

142．．．固定連結環

144．．．螺孔或螺栓孔

146．．．長形孔

148．．．凹部

150．．．偏壓元件

152．．．凸起

153．．．凹部

154．．．凸起

155．．．致動器環構件

155a．．．柱

156．．．孔

158．．．第二偏壓構件

160．．．安裝螺絲或螺栓

162．．．槓桿構件

164．．．貫通孔

166．．．樞銷

168．．．孔

170．．．馬達

190．．．單向驅動設備

500．．．自行車

1100,1100'．．．齒條與小齒輪機構

1102,1102'．．．齒條

1104,1104'．．．小齒輪

1106,1106'．．．輪子

1108,1108'．．．齒條之偏壓組件

1110,1110'．．．金屬或磁條

1112,1112'．．．感測器

1114’．．．樞接點

2010．．．驅動鏈輪總成

2012．．．皮帶輪

2012a．．．花鍵

2020．．．踏板軸

2038．．．安裝構件

2038a．．．凹部

2047．．．皮帶傳動構件

2049．．．輪轂

2057．．．後輪

2062．．．槓桿構件

2066．．．銷

2068．．．孔

2070．．．馬達單元

2077．．．齒輪比調整機構

20100,20100'．．．齒條與小齒輪總成(機構)

3049．．．輪轂

3057．．．後輪

3077．．．齒輪調整機構；CVT

3078．．．銷

3080．．．調整機構

3081．．．伺服馬達

3082．．．小齒輪

3083．．．輸出軸

3084．．．大齒輪

3085．．．調整螺栓與螺帽組合

4010．．．鏈輪總成

4012．．．前齒輪鏈輪

4016．．．踏板

4020．．．踏板軸桿

4030．．．板構件

4049．．．輪轂

4055．．．致動器環構件

4057．．．後輪

4070．．．馬達單元

4077．．．CVT

4090．．．第一斜齒輪

4091．．．驅動桿

4092．．．第二斜齒輪

4093．．．後斜齒輪

4094．．．槓桿構件

4097,4097'．．．軸承

4099．．．後殼體

40100,40100'．．．齒條與小齒輪機構

5010．．．鏈輪總成

5012．．．第一鏈輪

5012’．．．第二鏈輪

5030．．．第一板構件

5038．．．鏈輪安裝構件

5055．．．致動器環構件

5062．．．移動檢測設備；槓桿

5088．．．托架

50100,50100'．．．．齒條與小齒輪設備

7010．．．鏈輪總成

7012．．．第一鏈輪

7012a．．．向內懸伸花鍵

7012'．．．第二鏈輪

7018．．．踏板

7020．．．軸

7030．．．第一板構件

7038．．．鏈輪安裝構件

7050．．．偏壓元件；彈簧

7055．．．致動器環構件或推板

7055a．．．軸環部份

7062．．．移動檢測設備；槓桿

7066．．．樞銷

7088．．．托架

70110．．．磁化元件；磁性元件

10112．．．感測器

70120．．．軸環

70123．．．保護蓋

8010．．．踏板；踏板曲柄

8032．．．輔助軸桿；踏板軸

8033．．．皮帶輪

8034．．．內齒輪環

8035．．．馬達軸桿

8036．．．電動馬達

8037．．．偏心輪

8038．．．外殼

8039．．．軸承

8040,8040’．．．行星齒輪

8041．．．軸承

8042．．．鏈輪；鏈傳動；鏈滑輪

8043．．．護鏈裝置

8044．．．被驅動盤

8045．．．驅動盤

8046．．．凸塊或銷

8047．．．排檔桿

8048．．．軸桿銷

8049．．．長形槽孔

8050．．．第一單向驅動設備；單向自由轉輪

8051．．．軸承

8052．．．推盤銷

8053．．．第一槽孔

8054．．．推盤

8055．．．第二單向驅動設備；單向飛輪

8056．．．壓縮彈簧

8056'．．．短彈簧

8057．．．螺栓

8058．．．行星齒輪托承；輸出凸緣

8059．．．浮動耦合凸緣；凸緣耦合器

8059',8059"．．．耦合凸緣

8060．．．孔

8061．．．滑塊

8062．．．平衡元件

8063．．．軸承

8064．．．中心孔

8065．．．推桿

8066．．．磁盤

8067．．．電路板

8068．．．第二霍爾元件；霍爾感測器

8069．．．第一霍爾元件

8070．．．磁環

8071‧‧‧端蓋

8072‧‧‧第二槽孔

8073‧‧‧回動彈簧

8074‧‧‧磁環銷

8075’‧‧‧相對銷

8075"‧‧‧銷

8077’‧‧‧滑塊

8078’,8078"‧‧‧槽孔

8079‧‧‧軸襯

8079"‧‧‧滾子軸承

8080‧‧‧軸襯

8081‧‧‧彈簧槽孔

第1圖是依據本發明之用於一踏板驅動裝置之一馬達與鏈輪總成之一第一實施例的結構示意圖；

第2圖是沿第1圖之線A-A所截取之截面圖；

第3圖是沿第1圖之線B-B所截取之放大截面圖；

第4圖是第1圖之實施例之分解立體圖；

第5圖是依據本發明之用於一踏板驅動裝置之一馬達與鏈輪總成之一第二實施例的結構示意圖；

第6圖是依據本發明之用於一踏板驅動裝置之一馬達與鏈輪總成之一第三實施例的分解立體圖；

第7圖是依據本發明之用於一踏板驅動裝置之一馬達與鏈輪總成之一第四實施例的結構示意圖；

第8圖是沿第7圖之線A-A所截取之截面圖；

第9圖是第7圖之實施例之分解立體圖；

第10圖是具有依據本發明之任一實施例之一馬達與鏈輪總成之一踏板驅動裝置的示意圖；

第11圖是依據本發明一實施例之一驅動鏈輪總成之分解立體圖；

第12圖是第11圖之驅動鏈輪總成之前視圖；

第13圖是沿第12圖之線A-A之側截面圖；

第14圖是沿第12圖之線B-B之側截面圖；

第15圖是第11圖之鏈輪總成之板構件與鏈輪安裝構件之放大部份截面圖；

第16圖是與包括一控制信號裝置之一實施例之一馬達單元組合的第11圖之鏈輪總成之側視圖；

第17圖是第16圖中所示之控制信號裝置之放大圖；

第18圖是與包括一控制信號裝置之另一實施例之一馬達單元組合的第11圖之鏈輪總成之俯視圖；

第19圖是第18圖中所示之控制信號裝置之放大圖；

第20圖是依據本發明之另一實施例之一驅動鏈輪總成之分解立體圖；

第21圖是第20圖之驅動鏈輪總成之前視圖；

第22圖是與包括第7圖之控制信號裝置之一馬達單元組合的第20圖之鏈輪總成之側截面圖；

第23圖是包括第20圖之鏈輪總成之依據本發明之一自行車之一後部的側視圖；

第24圖是第23圖之一自行車之後部之俯視圖；

第25圖是包括依據本發明之一齒輪調整機構之一自行車之一後輪總成之分解立體圖；

第26圖是第25圖之自行車之一後部之側視圖；

第27圖是第25圖之自行車之一後部之俯視圖；

第28圖是依據本發明之另一方面之一自行車之一後部之部份截面俯視圖；

第29圖是依據本發明另一實施例之一驅動鏈輪總成之分解立體圖；

第30圖是第29圖之鏈輪總成之前視圖；

第31圖是第29圖之鏈輪總成之後視圖；

第32圖是沿第29圖之線B-B之側截面圖；

第33圖是沿第29圖之線C-C之側截面圖；

第34圖是沿第31圖之線E-E之放大側截面圖；

第35圖是沿第31圖之線D-D之放大側截面圖；

第36圖是依據本發明之任一實施例之具有一鏈輪總成、一控制信號裝置及一齒輪調整機構之一踏板驅動裝置的示意圖；

第37圖是沿第38圖之線B-B之依據本發明之另一實施例之一驅動鏈輪總成的側截面圖；

第38圖是第37圖之鏈輪總成之前視圖；

第39圖是第37與38圖之鏈輪總成之板構件與鏈輪安裝構件之放大部份截面圖；

第40圖是第37至39圖之驅動鏈輪總成之分解立體圖；

第41圖是依據本發明之另一實施例之一馬達與驅動鏈輪總成之側截面圖；

第42圖是第41圖之該馬達與驅動鏈輪總成之分解立體圖；

第43圖是第41圖之馬達與驅動鏈輪總成之側截面圖，但具有一皮帶輪而不是一鏈傳動；

第44圖是用以在第41與43圖之馬達與驅動鏈輪總成中使用之替代滑塊-被驅動軸桿耦合器的前視圖；

第45圖是第44圖之替代滑塊-被驅動軸桿耦合器之分解立體圖；

第46圖是用以在第41與43圖之馬達與驅動鏈輪總成中使用之另一替代滑塊-被驅動軸桿耦合器的前視圖；

第47圖是第46圖之替代滑塊-被驅動軸桿耦合器之分解立體圖；及

第48圖是用以在第41與43圖之馬達與驅動鏈輪總成中使用之另一替代滑塊-被驅動軸桿耦合器的前視圖，但是使用軸襯而不是滾子軸承。

8010‧‧‧踏板；踏板曲柄

8032‧‧‧輔助軸桿；踏板軸

8034‧‧‧內齒輪環

8035‧‧‧馬達軸桿

8036‧‧‧電動馬達

8037‧‧‧偏心輪

8038‧‧‧外殼

8039‧‧‧軸承

8040,8040’‧‧‧行星齒輪

8041‧‧‧軸承

8042‧‧‧鏈輪；鏈傳動；鏈滑輪

8043‧‧‧護鏈裝置

8044‧‧‧被驅動盤

8045.‧‧‧驅動盤

8046‧‧‧凸塊或銷

8047‧‧‧排檔桿

8048‧‧‧軸桿銷

8049‧‧‧長形槽孔

8050‧‧‧第一單向驅動設備；單向自由轉輪

8051‧‧‧軸承

8052‧‧‧推盤銷

8053‧‧‧第一槽孔

8054‧‧‧推盤

8055‧‧‧第二單向驅動設備；單向飛輪

8056‧‧‧壓縮彈簧

8056'‧‧‧短彈簧

8057‧‧‧螺栓

8058‧‧‧行星齒輪托承；輸出凸緣

8059‧‧‧浮動耦合凸緣；凸緣耦合器

8060‧‧‧孔

8061‧‧‧滑塊

8062‧‧‧平衡元件

8063‧‧‧軸承

8064‧‧‧中心孔

8065‧‧‧推桿

8066‧‧‧磁盤

8067‧‧‧電路板

8068‧‧‧第二霍爾元件；霍爾感測器

8069‧‧‧第一霍爾元件

8070‧‧‧磁環

8071‧‧‧端蓋

8072‧‧‧第二槽孔

8073‧‧‧回動彈簧

8074‧‧‧磁環銷

Claims

一種馬達單元，包含：一殼體，其用以收容一馬達；一馬達軸桿，其用以接受提供驅動力之一馬達；一轉矩感測器機構，其用以檢測轉矩；一控制器，其用以響應一轉矩之被檢測量來控制供給該馬達之電力，以改變提供給該馬達軸桿之馬達提供驅動力的量；及一致動器，其將該轉矩感測器耦合於該控制器之一感測器；該控制器位在該馬達殼體的一端內，且該轉矩感測器與該馬達殼體之一相對端連接；其中該致動器係構形成相對於該控制器感測器移動，藉此使該感測器產生一表示該轉矩之被檢測值的信號，且其中該控制器被包括在該馬達之殼體內，將該轉矩感測器耦合於該控制器感測器的該致動器被收納在該馬達軸桿之一中空內孔中，以便藉此在該馬達殼體之一端，將該轉矩感測器耦合於在該馬達殼體之另一端的該控制器。
如請求項1之馬達單元，其中它更包含：一輔助軸桿，其用以接受一外部提供驅動力；一第一轉矩傳送路徑，其用以將該外部提供驅動力傳送至一驅動機構；一第二轉矩傳送路徑，其用以將該馬達提供驅動力傳送至該驅動機構；其中一第一單向驅動設備係設置在該輔助軸桿與該驅動機構之間的該第一轉矩傳送路徑中，使得當該驅動機構係透過該第二轉矩傳送路徑被該馬達提供驅動力驅動時，該輔助軸桿可以自由轉動。
如請求項2之馬達單元，其中該馬達軸桿係同心地配置在該輔助軸桿四週，使得該輔助軸桿被自由地收納通過該馬達軸桿之一中空內孔且使得它們的旋轉軸是平行的。
如請求項3之馬達單元，其中該輔助軸桿與該馬達軸桿共用相同之旋轉軸。
如請求項2之馬達單元，其中該第一轉矩傳送路徑包含用以接受一外部提供驅動力之該輔助軸桿及該第一單向驅動設備，其中該第一單向驅動設備機械地耦合該輔助軸桿與該驅動機構，使得該第一單向驅動設備將該外部提供驅動力傳送至該驅動機構，且其中該第一單向驅動設備容許該輔助軸桿在該驅動機構被該馬達軸桿驅動時自由轉動。
如請求項5之馬達單元，其中該第一單向驅動設備包含一自由轉動裝置。
如請求項2之馬達單元，其中該第二轉矩傳送路徑包含該馬達軸桿及一機械地耦合該馬達軸桿與該驅動機構之齒輪機構，其中該齒輪機構具有一減速齒輪比，且操作來將該馬達提供驅動力由該馬達軸桿以該減速齒輪比傳送至該驅動機構。
如請求項7之馬達單元，其中該齒輪機構包含一具有一行星齒輪之行星齒輪機構，該行星齒輪之旋轉軸相對該馬達軸桿之旋轉軸偏移一預定量。
如請求項8之馬達單元，其中該行星齒輪可旋轉地被支持在一偏心輪上，藉此該行星齒輪被作成隨著該偏心輪旋轉而旋轉，且藉此該行星齒輪之旋轉軸之位置隨著該行星齒輪旋轉相對該馬達軸桿之旋轉軸改變，使得該行星齒輪之旋轉軸之變化位置界定一以該馬達軸桿之旋轉軸為中心之圓，該圓具有一等於該預定偏移量之半徑。
如請求項9之馬達單元，其中該行星齒輪具有一比一內環齒輪小之直徑，其中該行星齒輪位於該內環齒輪內以便在其內旋轉，該內環齒輪被固定於定位且具有一與該馬達軸桿之旋轉軸一致之中心軸，該行星齒輪具有比該內環齒輪少之齒數。
如請求項10之馬達單元，其中該行星齒輪可旋轉地被一軸承支持在該偏心輪上。
如請求項10之馬達單元，其中該行星齒輪機構之一行星齒輪托承係構形成將該馬達提供驅動力傳送至該驅動機構。
如請求項8之馬達單元，其中該行星齒輪機構包括一平衡構件，該平衡構件係構形成使由該行星齒輪相對於該馬達軸桿之旋轉軸之偏移所造成之一重量不平衡平衡。
如請求項13之馬達單元，其中該平衡構件包含一大致半圓形配重構件，該配重構件被配置成與該行星齒輪一起旋轉，以便在該行星齒輪旋轉時平衡該行星齒輪。
如請求項8之馬達單元，其中該行星齒輪機構不包括一配重平衡構件，而是包含配置成互相錯相半圈之第一與第二相同行星齒輪，使得該等第一與第二行星齒輪在旋轉時互相平衡。
如請求項15之馬達單元，其中該等第一與第二行星齒輪被定位成在一共用、單一內環齒輪內互相錯相半圈地旋轉。
如請求項15之馬達單元，其中該等第一與第二行星齒輪各可被支持地安裝在各個第一與第二偏心輪上。
如請求項12之馬達單元，其中該行星齒輪托承被固定在該驅動機構上以便與其一起旋轉。
如請求項18之馬達單元，其中該行星齒輪托承亦被固定在該第一單向驅動設備之一輸出構件上以便與其一起旋轉，藉此該外部提供驅動力經由該第一轉矩傳送路徑透過該行星齒輪機構傳送至該馬達軸桿及該驅動機構。
如請求項7之馬達單元，其中該齒輪機構包含一具有一無齒行星齒輪之無齒行星齒輪機構，該無齒行星齒輪之旋轉軸相對該馬達軸桿之旋轉軸偏移一預定量，且其中該無齒行星齒輪機構之減速齒輪比係藉在該無齒行星齒輪與一無齒內環齒輪之各個直徑之間的一關係界定，該行星齒輪係位在該無齒內環齒輪內，該無齒行星齒輪具有一小於該無齒內環齒輪之直徑。
如請求項20之馬達單元，其中該無齒行星齒輪可旋轉地被支持在一偏心輪上，藉此該無齒行星齒輪被作成隨著該偏心輪旋轉而旋轉，且藉此該無齒行星齒輪之旋轉軸之位置隨著該無齒行星齒輪旋轉相對該馬達軸桿之旋轉軸改變，使得該無齒行星齒輪之旋轉軸之變化位置界定一以該馬達軸桿之旋轉軸為中心之圓，該圓具有一等於該預定偏移量之半徑。
如請求項21之馬達單元，其中該無齒內環齒輪被固定於定位，且具有一與該馬達軸桿之旋轉軸一致之中心軸。
如請求項22之馬達單元，其中該無齒行星齒輪可旋轉地被一軸承支持在該偏心輪上。
如請求項22之馬達單元，其中該無齒行星齒輪機構之一行星齒輪托承係構形成將該馬達提供驅動力傳送至該驅動機構。
如請求項20之馬達單元，其中該無齒行星齒輪機構包括一平衡構件，該平衡構件係構形成使由該無齒行星齒輪相對於該馬達軸桿之旋轉軸之偏移所造成之一重量不平衡平衡。
如請求項25之馬達單元，其中該平衡構件包含一大致半圓形配重構件，該配重構件被配置成與該無齒行星齒輪一起旋轉，以便在該無齒行星齒輪旋轉時使該無齒行星齒輪平衡。
如請求項20之馬達單元，其中該無齒行星齒輪機構不包括一配重平衡構件，而是包含配置成互相錯相半圈之第一與第二相同無齒行星齒輪，使得該等第一與第二無齒行星齒輪在旋轉時互相平衡。
如請求項27之馬達單元，其中該等第一與第二無齒行星齒輪被定位成在一共用、單一無齒內環齒輪內互相錯相半圈地旋轉。
如請求項27之馬達單元，其中該等第一與第二無齒行星齒輪各可被支持地安裝在各個第一與第二偏心輪上。
如請求項24之馬達單元，其中該行星齒輪托承固定在該驅動機構上以便與其一起旋轉。
如請求項30之馬達單元，其中該行星齒輪托承亦被固定在該第一單向驅動設備之一輸出構件上以便與其一起旋轉，藉此該外部提供驅動經由該第一轉矩傳送路徑透過該無齒行星齒輪機構傳送至該馬達軸桿及該驅動機構。
如請求項21之馬達單元，其中該無齒行星齒輪可旋轉地被支持在該偏心輪上，且其旋轉軸相對該馬達軸桿之旋轉軸偏移一預定量，並且位在該無齒內環齒輪內以便藉由加熱該無齒內環齒輪及將它收縮配合在該無齒行星齒輪上接合一無齒內環齒輪表面。
如請求項27之馬達單元，其中該等第一與第二無齒行星齒輪分別可旋轉地被支持在該等第一與第二偏心輪上，且它們的旋轉軸相對該馬達軸桿之旋轉軸偏移一預定量並且位在一共用、單一無齒內環齒輪內以便互相錯相半圈地旋轉，以便藉由加熱該無齒內環齒輪及將它收縮配合在該等第一與第二無齒行星齒輪上接合一無齒內環齒輪表面。
如請求項1至18、21至30或33中任一項之馬達單元，其中一第二單向驅動設備係設置在該馬達軸桿與該驅動機構之間的該第二轉矩傳送路徑中，使得當該驅動機構係透過該第一轉矩傳送路徑被該外部提供驅動力驅動時，不使該馬達軸桿旋轉。
如請求項34之馬達單元，其中該第二單向驅動設備可包含至少一棘齒構件，該至少一棘齒構件可移動地設置在該行星齒輪托承上且配置成與一棘輪之一齒條接合，該棘輪係固定成與該驅動機構一起旋轉。
如請求項35之馬達單元，其中該至少一棘齒構件具有與其連接之用以使該棘齒構件之一自由端從該行星齒輪托承之一表面向外彈性偏壓，使得該棘齒構件之自由端接合在該棘輪之齒條中之一齒的設備。
如請求項2之馬達單元，其中該馬達單元包含一踏板驅動裝置之一部份。
如請求項2之馬達單元，其中該馬達單元是藉由被安裝在一踏板驅動裝置上之一電池組提供電力之一電動馬達。
如請求項2之馬達單元，其中該轉矩感測器包含：一第一驅動構件，其安裝成圍繞該馬達軸桿之一旋轉軸旋轉；一第二被驅動構件，其安裝成圍繞該馬達軸桿之旋轉軸旋轉；一檢測設備，其用以檢測該第一驅動構件相對該第二被驅動構件朝該被驅動構件圍繞該馬達軸桿旋轉軸之一旋轉方向移動；且其中該致動器包含一用以將該被檢測之移動傳送至該控制器之感測器的設備。
一種馬達驅動裝置，具有一如請求項1至39中任一項之馬達單元。
一種踏板驅動裝置，具有一如請求項2至39中任一項之馬達單元，其中該外部提供驅動力是一藉由該裝置之一可人力操作踏板所提供之人力提供驅動力，該等可人力操作踏板被固定成與該輔助軸桿一起旋轉，該輔助軸桿包含一踏板軸；且其中該驅動機構包含一鏈輪，該第一轉矩傳送路徑係配置成將該人力提供驅動力傳送至該鏈輪，且該第二轉矩傳送路徑係配置成將該馬達提供驅動力傳送至該鏈輪；且其中該第一單向驅動設備設置在該踏板軸與該鏈輪之間的該第一轉矩傳送路徑中，使得當該鏈輪透過該第二轉矩傳送路徑被該馬達提供驅動力驅動時，該踏板軸可以自由轉動。