TW201305013A

TW201305013A - 腳踏車驅動機構

Info

Publication number: TW201305013A
Application number: TW100126172A
Authority: TW
Inventors: Yuan-Nan Zhu
Original assignee: Yuan-Nan Zhu
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2013-02-01

Abstract

本發明係有關一種腳踏車驅動機構，其主要係於腳踏車支架之原動鏈齒輪樞接管座下方，所設支架座處設一組具左、右踏板之左、右曲柄，並於左、右曲柄間以連動機構使左、右曲柄產生連動，並於腳踏車支架下方之樞接管座處設有一側具原動鏈齒輪之驅動軸，於每一左、右曲柄上與驅動軸兩側，分別設有一組呈扇形且相互嚙合之非圓齒輪，設於左、右曲柄上之非圓齒輪，其半徑係由後向前漸增，設於驅動軸兩側之非圓齒輪，其半徑係由後向前漸減，於該驅動軸之兩側之非圓齒輪與驅動軸間各組設有一單向軸承，而以單向驅動該驅動軸，藉往復一左一右踩踏左、右踏板使左、右曲柄產生一上一下之連動，而藉由每一左、右曲柄上與驅動軸兩側，每組呈扇形且相互嚙合之非圓齒輪產生一左一右依序呈單向的驅動該驅動軸，進而使原動鏈齒輪以鏈條帶動腳踏車後輪一側之從動鏈齒輪，以驅動後輪轉動者，且兩組非圓齒輪之驅動係先由半徑小驅動半徑大後再漸轉變由半徑大驅動半徑小之驅動關係，而可達省力之目的，為一甚具新穎性、進步性及可供產業上應用之發明。

Description

腳踏車驅動機構

本發明係有關一種腳踏車驅動機構，其主要係於腳踏車支架之原動鏈齒輪樞接管座下方，所設支架座處設一組具左、右踏板之左、右曲柄，並於左、右曲柄間以連動機構使左、右曲柄產生連動，並於腳踏車支架下方之樞接管座處設有一側具原動鏈齒輪之驅動軸，於每一左、右曲柄上與驅動軸兩側，分別設有一組呈扇形且相互嚙合之非圓齒輪，設於左、右曲柄上之非圓齒輪，其半徑係由後向前漸增，設於驅動軸兩側之非圓齒輪，其半徑係由後向前漸減，於該驅動軸之兩側之非圓齒輪與驅動軸間各組設有一單向軸承，而以單向驅動該驅動軸，藉往復一左一右踩踏左、右踏板使左、右曲柄產生一上一下之連動，而藉由每一左、右曲柄上與驅動軸兩側，每組呈扇形且相互嚙合之非圓齒輪產生一左一右依序呈單向的驅動該驅動軸，進而使原動鏈齒輪以鏈條帶動腳踏車後輪一側之從動鏈齒輪，以驅動後輪轉動者，且兩組非圓齒輪之驅動帶係先由半徑小驅動半徑大後再漸轉變由半徑大驅動半徑小之驅動關係，而可達省力之目的。

按，傳統式腳踏車設計，如第八圖、第九圖及第十圖所示，其藉一組設於驅動軸(8)兩側之左、右曲柄(7)(6)，藉由踩踏左、右踏板(71)(61)使左、右曲柄(7)(6)帶動該驅動軸(8)而使驅動軸(8)一側之原動鏈齒輪(81)以鏈條(82)帶動設於後輪(84)之從動鏈齒輪(83)，而使後輪(84)轉動者，但傳統式腳踏車係以左、右腳以繞圈式的踩踏方式，其當左、右曲柄(7)(6)轉至上、下垂直位置時及其中一右或左曲柄(6)(7)轉至起始範圍(A)及終止範圍(C)內時均為無效施力範圍，因依腳踏車的踏板於行程中腳踩踏踏板時，腿部肌肉的運用效率呈周期變化，當踏板在高位時腳踩踏相當費力，而右腳或左腳之有效施力範圍則僅落於中段範圍(B)內，其餘之範圍均為無效施力範圍，因此，傳統腳踏車左、右腳輪流踩踏之有效角度範圍太小，且出力非連續性，因而將浪費了可出力之時間，將影響競速之優勢。

本發明人有鑑於上述習知之實用困難及有待改善之缺失，盼能提供一突破性之設計，以增進實用效果，乃潛心研思、設計組製，綜集其多年從事相關產品設計產銷之專業技術知識與實務經驗及研思設計所得之成果，終研究出本發明一種腳踏車驅動機構，以提供使用者。

本發明之主要目的係藉兩組非圓齒輪之驅動係先由半徑小驅動半徑大後再漸轉變由半徑大驅動半徑小之驅動關係，而可達省力之目的。

本發明之次一目的主要係將左、右踏板之踩踏範圍均設由有效施力範圍內，可減少體力消耗，對運動需求來說是減少關節負荷，對競賽需求來說是增加速度。

本發明之再一目的在藉將左、右踏板之踩踏範圍設於前方，可以將兩腳併排放著滑行，並將腳踏板的軸降低，踏板軸可延長一些，腳踩的角度範圍更舒服。

為使　貴審查委員能更了解本發明之結構特徵及其功效，茲配合圖式並詳細說明於后。

請參閱第一圖、第二圖、第三圖及第四圖所示，本發明係有關一種腳踏車驅動機構，其主要係於腳踏車支架(1)之原動鏈齒輪(26)樞接管座(11)下方，設有一支架座(12)，於該支架座(12)處，設一連動機構，該連動機構係包括一組設於一軸桿(3)兩端之左、右傘齒輪(31)(32)及一軸承(311)(321)樞設於支架座(12)上之樞軸(13)並可同步驅動該組左、右傘齒輪(31)(32)之連動傘齒輪(33)，一組具左、右踏板(314)(324)之左、右曲柄(312)(322)分別樞設於前述左、右傘齒輪(31)(32)之軸桿(3)兩外端部，藉踩踏左、右踏板(314)(324)使左、右曲柄(312)(322)分別帶動同側所設之左、右傘齒輪(31)(32)呈同步(一正向一逆向或一逆向一正向)轉動，於每一左、右曲柄(312)(322)與軸桿(3)套組之套組部(3121)(3221)，分別設有一呈扇形之非圓齒輪(313)(323)，每一非圓齒輪(313)(323)之半徑係由後向前漸增之設計，於腳踏車支架(1)下方之樞接管座(11)處以軸承(21)樞設有一驅動軸(2)，原動鏈齒輪(26)則設於該驅動軸(2)之一端，於該驅動軸(2)之兩側，各組設有一單向軸承(22)(24)，於每一單向軸承(22)(24)上，亦各固設有一呈扇形並分別與設於左、右曲柄(312)(322)套組部(3121)(3221)之非圓齒輪(313)(323)相嚙合之非圓齒輪(23)(25)，每一非圓齒輪(23)(25)之半徑係由後向前漸減，當踩踏右踏板(324)使右曲柄(322)帶動該側之右傘齒輪(32)轉動，右傘齒輪(32)則帶動連動傘齒輪(33)而驅動左傘齒輪(31)與左曲柄(312)產生同步轉動，進而帶動左曲柄(312)呈順時鐘方向轉動，此時設於左曲柄(312)上之非圓齒輪(313)則驅動設於驅動軸(2)該側之非圓齒輪(23)呈逆時鐘方向轉動，進而藉由單向軸承(22)帶動驅動軸(2)及其一端之原動鏈齒輪(26)轉動，而以鏈條(27)帶動腳踏車後輪(29)一側之從動鏈齒輪(28)，以驅動後輪(29)轉動者，且前述踩踏右踏板(324)使右曲柄(322)經連動機構驅動左曲柄(312)上之非圓齒輪(313)帶動同側設於驅動軸(2)之非圓齒輪(23)呈逆時鐘轉動，且左曲柄(312)之非圓齒輪(313)之半徑係由小漸大，而驅動軸(2)上之非圓齒輪(23)之半徑則由大漸小，進而形成先由半徑小驅動半徑大，再漸轉變由半徑大驅動半徑小之驅動關係，而可達省力之目的，而另一側之單向軸承(24)係呈空轉狀態，故不影響其他運作(如第五圖所示)，當右踏板(324)被踩踏至下方所設定之角度位置，而左踏板(314)因連動機構則而上升至可供左腳踩踏之最佳位置時，此時再踩踏左踏板(314)使左曲柄(312)帶動該側之左傘齒輪(31)轉動，左傘齒輪(31)則帶動連動傘齒輪(33)而驅動另一與右曲柄(322)產生同步轉動之右傘齒輪(32)，進而帶動右曲柄(322)呈順時鐘方向轉動，此時設於右曲柄(322)上之非圓齒輪(323)則驅動設於驅動軸(2)該側之非圓齒輪(25)呈逆時鐘方向轉動，進而藉由單向軸承(24)帶動驅動軸(2)及其一端之原動鏈齒輪(26)轉動，而以鏈條(27)帶動腳踏車後輪(29)一側之從動鏈齒輪(28)，以驅動後輪(29)轉動者，且前述踩踏左踏板(314)使右曲柄(322)上之非圓齒輪(323)帶動設於驅動軸(2)同側之非圓齒輪(25)呈逆時鐘轉動，且右曲柄(322)之非圓齒輪(323)之半徑係由小漸大，而驅動軸(2)上之非圓齒輪(25)之半徑則由大漸小，進而形成先由半徑小驅動半徑大後再漸轉變由半徑大驅動半徑小之驅動關係，而可達省力之目的，而設於驅動軸(2)另一側非圓齒輪(25)之單向軸承(22)係呈空轉狀態，故不影響其他運作(如第六圖所示)，同時，於前述支架座(12)後方與左、右曲柄(312)(322)所設非圓齒輪(313)(323)之位置，分別設有一緩衝限制件(4)，每一緩衝限制件(4)係包括有一彈性元件(41)及調整元件(42)，每一非圓齒輪(313)(323)向後轉動至緩衝限制件(4)即停止，以限制並調整左、右曲柄(312)(322)之擺動角度範圍，並產生緩衝之效果，藉本發明之設計，使用者於騎乘時，僅需使用左、右腳於特定角度內上、下輪流踩踏左、右踏板(314)(324)即可驅動腳踏車行進，且，左、右腳之踩踏狀態均為落於最佳之有效踩踏角度，且，左、右腳之踩踏範圍均在前方，左、右踏板(314)(324)不需360度繞圈，故具踩踏省力且舒適之功效，此外，其中設於左、右曲柄(312)(322)上及驅動軸(2)兩側之非圓齒輪(313)(323)(23)(25)，其驅動半徑可依實際所需調整每一非圓齒輪(313)(323)(23)(25)所需之驅動半徑，以達不同之驅動效果，同時，於該兩組非圓齒輪(313)(323)(23)(25)前側，設有一齒輪罩(5)，以防止褲管被夾入者。

再請參閱第七圖所示，係本發明之驅動機構運用於運動器具時之實施例，其係將本發明之驅動機構之所有構件設於運動器具架體(111)上，藉往復一左一右踩踏左、右踏板(314)(324)使左、右曲柄(312)(322)產生一上一下之連動，而藉由每一左、右曲柄(312)(322)上與驅動軸(2)兩側之每組呈扇形且相互嚙合之非圓齒輪(313)(323)(23)(25)產生一左一右依序呈單向的驅動該驅動軸(2)，進而藉驅動軸(2)之出力以驅動運動器具其他機構者。

綜上所述，本發明係提供踩踏腳踏車省力及騎乘舒適之功效，為一甚具新穎性、進步性及可供產業上應用之發明，實已符合發明專利之給予要件，爰依法提出專利申請，尚祈　貴審查委員能詳予審查，並早日賜准本案專利，實為德便。

唯以上所述者，僅為本發明所舉之其中較佳實施例，當不能以之限定本發明之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

(1)．．．腳踏車支架

(11)．．．樞接管座

(111)．．．運動器具架體

(12)．．．支架座

(13)．．．樞軸

(2)(8)．．．驅動軸

(21)(311)(321)．．．軸承

(22)(24)．．．單向軸承

(23)(25)(313)(323)．．．非圓齒輪

(26)(81)．．．原動鏈齒輪

(27)(82)．．．鏈條

(28)(83)．．．從動鏈齒輪

(29)(84)．．．後輪

(3)．．．軸桿

(31)．．．左傘齒輪

(312)(7)．．．左曲柄

(3121)(3221)．．．套組部

(314)(71)．．．左踏板

(32)．．．右傘齒輪

(322)(6)．．．右曲柄

(324)(61)．．．右踏板

(33)．．．連動傘齒輪

(4)．．．緩衝限制件

(41)．．．彈性元件

(42)．．．調整元件

(5)．．．齒輪罩

(A)．．．起始範圍

(B)．．．中段範圍

(C)．．．終止範圍

第一圖係本發明驅動機構部之立體分解圖。

第二圖係本發明驅動機構部之前側視圖。

第三圖係本發明驅動機構部之組合立體圖。

第四圖係本發明實際運用於腳踏車時之實施例側面視圖。

第五圖係本發明踩踏右曲柄時之驅動狀態圖。

第六圖係本發明踩踏左曲柄時之驅動狀態圖。

第七圖係本發明驅動機構運用於運動器具時之實施例局部立體圖。

第八圖係傳統式腳踏車左、右曲柄呈垂直狀態之實施例圖。

第九圖係傳統式腳踏車右曲柄進入踩踏有效角度範圍時之實施例圖。

第十圖係傳統式腳踏車左曲柄進入踩踏有效角度範圍時之實施例圖。