TWI439393B - 兩側具有動力傳輸輪轂之自行車 - Google Patents

Description

兩側具有動力傳輸輪轂之自行車

本發明有關一種自行車，更特別係，有關一種可使兩側輪轂齒輪以每分鐘相同旋轉來同時旋轉的輪轂，使得左與右踏板可持續驅動之自行車，其中，一踏板軸係分成右與左部件。

請即參考圖1，一自行車通常包括一使用鏈條的動力傳輸單元(100)。自行車騎士轉動踏板時，一踏板齒輪的旋轉力可透過鏈條傳輸給後輪的一輪轂齒輪，且前輪會連同後輪旋轉，使自行車向前推進。

動力傳輸單元(100)現將參考圖2描述。動力傳輸單元(100)包括一整合踏板組(113)，其中，相對踏板(112)耦合至一單踏板軸(111)；一踏板齒輪(114)，其連接至踏板軸(111)；一輪轂(120)，一後輪軸經由其穿過，且連接後輪的輪輻，一輪轂齒輪(130)，其耦合至輪轂(120)；及一鏈條(140)，用於動力傳輸。同樣地，一典型自行車包括在相對側配置的兩踏板，且直接連接至一單踏板軸(111)。

圖3示意說明一傳統自行車的組裝輪轂(120)，圖4為輪轂(120)的分解透視圖，且圖5為輪轂(120)的詳細分解透視圖。

請即參考圖3與4，輪轂(120)通常包括：一輪轂殼體(122)，其中，連接一後輪的輪輻，且一輪轂固定軸(121)經由其穿過；一棘輪(130)，其轉緊固定至輪轂殼體(122)的一側；及一錐形螺帽(124)，其固定輪轂殼體(122)至輪轂固定軸(121)。

此外，棘輪(130)包括：一桿輪(131)，其外周圍有一桿(132)；一鏈輪(133)，其具有在內周圍形成的一稈齒輪(133a)，並咬合桿(132)作單向傳輸動力；及一鏈齒(133b)，其在外周圍形成並咬合鏈條；及一輪罩(134)，其在極輪(131)安裝在鏈輪(133)後會固定桿輪(131)與鏈輪(133)。

此一傳統自行車時常會發生脫離齒輪或斷鏈現像，因此在鏈條傳輸旋轉力過程會發生故障、與能量損失。

由於踏板齒輪配置在自行車的一側，所以傳統自行車在一踏板齒輪與一輪轂齒輪間存在一較長的動力傳輸路徑。因此，在旋轉力傳輸通過鏈條時，能量損失會發生。

此外，鏈條時常與齒輪或切削分離，因此時常發生故障。

而且，由於一對踏板耦合至一單踏板齒輪，所以一踏板軸必須配置在後輪的半徑內。

本發明針對解決相關技術的問題，且本發明的一態樣是要提供自行車具有輪轂以使相對側的輪轂齒輪能每分鐘相同旋轉來同時轉動，因此可使用分成右與左部件之一踏板軸以持續驅動右與左踏板。

根據本發明之一態樣，一自行車包括：一輪轂，可在自行車的兩側傳輸動力，其中，該輪轂包括一旋轉軸，該旋轉軸包括至少一桿(配置在外周圍)與一對輪轂齒輪(其耦合至或整個在兩側形成)；及一輪轂殼體，旋轉軸會經由其通 過，且連接一後輪的輪輻。該輪轂殼體包括一稈齒輪，其係在內周圍形成，並咬合該桿以動力傳輸，使得該對輪轂齒輪能每分鐘相同旋轉來同時轉動。

該自行車可包括：一對踏板齒輪，其配置在一車骨架的兩側；一對踏板，其耦合至該等踏板齒輪；及一對動力傳輸單元，分別傳輸該等踏板齒輪的旋轉力至輪轂齒輪。

該動力傳輸單元可包括至少一惰齒輪，其配置在該踏板齒輪與該輪轂齒輪之間。

該動力傳輸單元可包括一鏈條。

該踏板軸可配置在後輪的半徑內。

根據本發明的示範性具體實施例，自行車包括在一後輪相對側的踏板齒輪與輪轂齒輪，且藉由轉動齒輪來驅動。

因此，一踏板軸分成右與左部件，且配置靠近後輪，藉此改善動力傳輸效能。

特別係，由於在自行車相對側的輪轂齒輪是以每分鐘相同旋轉來同時轉動，所以即使踏板齒輪分別提供在右與左側，右與左踏板仍可持續驅動。

此外，該自行車的長度比傳統自行車更短，因此減輕重量，藉此使維護與運輸更方便。

現將參考附圖詳細描述本發明的示範性具體實施例。應明白，下列具體實施例只是說明，而不是以任何方式對本發明構成限制。

請即參考圖6至8，根據本發明之示範性具體實施例的自行車包括一前輪、一後輪、一車骨架、一座墊、及一動力傳輸單元(1)。

動力傳輸單元(1)包括一踏板組(10)，該踏板組包括：一對踏板(12)，分別提供給後輪的右與左側；及一對踏板齒輪(20)，其轉耦合至一踏板軸(11)；一對輪轂齒輪(30)，其固定至後輪的一中心軸(輪轂固定軸)(61)；及一對惰齒輪(40)，其每一惰齒輪配置在踏板齒輪(20)與輪轂齒輪(30)之間，使得踏板齒輪(20)與輪轂齒輪(30)可在相同方向轉動。

惰齒輪(40)之每一者是在齒輪牙的相對側上的側壁形成。惰齒輪(40)會咬合在側壁中的對應踏板齒輪(20)、或對應輪轂齒輪(30)。側壁係提供來避免踏板齒輪(20)、惰齒輪(40)、與輪轂齒輪(30)彼此失去咬合，藉此確保其間穩定咬合。或者，雖然未在圖顯示，但側壁是在踏板齒輪與輪轂齒輪的齒輪牙的相對側上形成，而不是在惰齒輪形成，藉此提供相同的效果。

惰齒輪(40)之每一者係固定在車骨架的中心。

隨著此構造，當推動踏板12之一時，對應的踏板齒輪(20)會轉動，且踏板齒輪(20)的旋轉力會經由惰齒輪(40)與輪轂齒輪(30)傳輸給後輪，藉此轉動後輪。

明確地係，在此具體實施例中，踏板軸(11)(在踏板齒輪的中心)安裝在後輪的半徑內。通常知道，踏板軸(11)較靠近配置在後輪的中心，更快回應改善動力傳輸效能。根據本發明，由於踏板軸(11)分成右與左部件，所以踏板軸(11)可安裝較靠近後輪的中心。因此，動力傳輸距離會明顯減少，藉此減少動力損失。

根據此具體實施例，推動右與左踏板(12)時，旋轉力會 傳輸至分別配置在自行車相對側的輪轂齒輪(30)。因此，為了要移動根據此具體實施例的自行車，對於輪轂使後輪轉動就很重要，而允許在自行車相對側的踏板(12)轉動產生的旋轉力互補工作，但不是彼此碰撞。特別係，由於輪轂齒輪(30)分別提供給後輪的左與右側，所以輪轂構造允許輪轂齒輪(30)以每分鐘相同旋轉來轉動。當兩輪轂齒輪(30)的每分鐘旋轉彼此不符時，右與左踏板(12)不會持續交替推動。例如，輪轂係構造成，當推動左踏板(12)時，允許左與右輪轂齒輪(30)以每分鐘相同旋轉來同時轉動。

圖9為示意說明根據本發明之具體實施例的一組裝輪轂(60)；圖10為輪轂(60)的分解透視圖；及圖11為輪轂(60)的詳細分解透視圖。請即參考圖9至11，根據具體實施例的輪轂(60)包括一輪轂固定軸(61)、一輪轂殼體(63)、與一旋轉軸(62)。

輪轂殼體(63)包括：邊緣(63b)，其在相對側形成且連接至後輪的輪輻(50)；及一稈齒輪(63a)，其係在內周圍上形成。

旋轉軸(62)係貫穿輪轂殼體(63)，且包括在外周圍提供的至少一桿(62c)。明確地係，該桿(62c)係配置在旋轉軸(62)的外周圍上形成的座槽(62b)中，且由一圓線彈簧(62d)彈性支撐從槽凸出。該桿(62c)係咬合稈齒輪(63a)以在一方向轉動該輪轂殼體(63)。

旋轉軸(62)包括在相對側形成的邊緣(62a)，每一邊緣係轉緊至每一輪轂齒輪(30)。因此，在後輪兩側的輪轂齒輪(30)可彼此同步轉動。此外，該對輪轂齒輪(30)可與旋轉軸(62)的相對側整個形成。

當組裝旋轉軸(62)在輪轂殼體(63)時，邊緣(62a)之一係與旋轉軸(62)分開，且另一邊緣係耦合至其，藉此更容易透 過輪轂殼體(63)組裝旋轉軸(62)。

此外，固定在自行車骨架的輪轂固定軸(61)係插入旋轉軸(62)，且輪轂(60)更包括一錐形螺帽(64)，以固定旋轉軸(62)至輪轂固定軸(61)。

為了促進旋轉，軸承(B)提供在旋轉軸(62)與輪轂殼體(63)之間、及在旋轉軸(62)與錐形螺帽(64)之間。

請即參考圖11，為了驅動輪轂殼體(63)，耦合在輪轂齒輪(30)的旋轉軸(62)係配置在輪轂殼體(63)與輪轂固定軸(61)之間；如此，兩輪轂齒輪(30)能以每分鐘相同旋轉來同時轉動。因此，自行車右與左側的踏板齒輪亦以每分鐘相同旋轉來轉動，且在相對側的踏板(12)彼此以180度配置，藉此使自行車騎士推動踏板。

同樣地，當使用個別配置在自行車右與左側沒有鏈條的齒輪來驅動自行車時，根據本發明之具體實施例的自行車可使用較少數目齒輪作為動力傳輸效能。此外，自行車包括動力傳輸單元(1)，其具輪轂(60)，構造上能以每分鐘相同旋轉，使配置在自行車兩側的齒論轉動以驅動自行車。

或者，複數個惰齒輪可提供。即是，奇數惰齒輪可提供，使得踏板齒輪與輪轂齒輪能以相同方向轉動。或者，偶數惰齒輪可提供，使得踏板齒輪與輪轂齒輪能以相對方向轉動，且後輪然後透過傳輸與踏板齒輪相同方向轉動。

圖12示意說明根據本發明之另一具體實施例的自行車。相較於圖7所示的具體實施例，鏈條(70)提供作為動力傳輸單元，而不是圖7的惰齒輪(40)。根據本發明，由於踏板軸(11)分成配置在相對側的兩部件，所以踏板軸(11)可安裝較靠近後輪的中心，使得可使用較短的鏈條。

B‧‧‧軸承

1‧‧‧動力傳輸單元

10‧‧‧踏板組

11‧‧‧踏板軸

12‧‧‧踏板

20‧‧‧踏板齒輪

30‧‧‧輪轂齒輪

40‧‧‧惰齒輪

50‧‧‧輪輻

60‧‧‧輪轂

61‧‧‧輪轂固定軸

62‧‧‧旋轉軸

62a‧‧‧邊緣

62b‧‧‧座槽

62c‧‧‧桿

62d‧‧‧圓線彈簧

63‧‧‧輪轂殼體

63a‧‧‧稈齒輪

63b‧‧‧邊緣

64‧‧‧錐形螺帽

70‧‧‧鏈條

100‧‧‧動力傳輸單元

111‧‧‧單踏板軸

112‧‧‧踏板

113‧‧‧踏板組

114‧‧‧踏板齒輪

120‧‧‧輪轂

121‧‧‧輪轂固定軸

122‧‧‧輪轂殼體

124‧‧‧錐形螺帽

130‧‧‧輪轂齒輪

131‧‧‧桿輪

132‧‧‧桿

134‧‧‧輪罩

133‧‧‧鏈輪

133a‧‧‧稈齒輪

133b‧‧‧鏈齒

140‧‧‧鏈條

本發明的上述及其他態樣、特徵與優點可從下面連同附圖的示範性具體實施例詳細描述而更清楚瞭解，其中：圖1為一傳統自行車的側視圖；圖2為傳統自行車的動力傳輸單元的示意透視圖；圖3至5為傳統自行車輪轂的部份剖示透視圖；圖6為根據本發明之一示範性具體實施例的自行車透視圖；圖7與8為圖6的自行車動力傳輸單元圖；圖9至11為圖6的自行車輪轂側視圖；及圖12為根據本發明之另一模範具體實施例的自行車部份剖示透視圖。

1‧‧‧動力傳輸單元

10‧‧‧踏板組

11‧‧‧踏板軸

12‧‧‧踏板

20‧‧‧踏板齒輪

30‧‧‧輪轂齒輪

40‧‧‧惰齒輪

50‧‧‧輪輻

60‧‧‧輪轂

Claims (5)

1. 一種兩側具有動力傳輸輪轂之自行車，其中，該輪轂包括一旋轉軸，該旋轉軸包括：配置在外周圍的至少一桿，二形成於相對側的邊緣，及一對輪轂齒輪，該二邊緣分別轉緊至該對輪轂齒輪；及一輪轂殼體，該旋轉軸貫穿該輪轂殼體，且連接一後輪的輪輻，該輪轂殼體包括一稈齒輪，其形成在內周圍，並咬合該桿以傳輸動力，使得該對輪轂齒輪能以每分鐘相同旋轉來同時轉動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自行車，其中，該自行車包括一對踏板齒輪，其配置在車骨架的兩側；一對踏板，其耦合至該等踏板齒輪；及一對動力傳輸單元，以分別傳輸該等踏板齒輪的旋轉力給輪轂齒輪。
3. 如申請專利範圍第2項所述之自行車，其中，該動力傳輸單元包括至少一惰齒輪，其配置在該踏板齒輪與該輪轂齒輪之間。
4. 如申請專利範圍第2項所述之自行車，其中，該動力傳輸單元包括一鏈條。
5. 如申請專利範圍第3項所述之自行車，其中，該踏板軸配置在後輪的半徑內。