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TWI705022B - 自行車輔助動力之傳動機構 - Google Patents

自行車輔助動力之傳動機構 Download PDF

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TWI705022B
TWI705022B TW107145048A TW107145048A TWI705022B TW I705022 B TWI705022 B TW I705022B TW 107145048 A TW107145048 A TW 107145048A TW 107145048 A TW107145048 A TW 107145048A TW I705022 B TWI705022 B TW I705022B
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Abstract

一種自行車輔助動力之傳動機構，主要包括：一第一管體，容設有一旋轉馬達、一減速單元及一第一單向傳動單元，其相互聯軸配置；一傳動齒盤，係與一腳踏組件相接；以及一單向傳動軸，其一端連接於該第一單向傳動單元，而另端係凸伸出該第一管體，並利用一齒輪組件與該傳動齒盤相連結；當該腳踏組件受一踩踏力而連動該傳動齒盤時，該旋轉馬達係依序經該減速單元、該第一單向傳動單元、該單向傳動軸及該齒輪組件而將一輔助動力輸出至該傳動齒盤。

Description

自行車輔助動力之傳動機構
本發明係與具有輔助動力之自行車有關，特別是關於一種自行車輔助動力之傳動機構。
按，為減少自行車騎乘者之身體負荷，將馬達所提供之動力在適當使用時機對於騎乘者之踩踏前行提供助力者，係為習知技術中所既已公開之先前技術內容，且為更符合使用上之需求，透過適當的感測技術感測自行車當下所受之踩踏施力力度或扭矩等，作為是否提供助力供給之數據判斷，更有諸多不同之感測技術被陸續地公開。
而其中，利用五通管之管孔空間以及與之連通之座管或下管之管孔空間作為馬達及減速、傳動機構之容納空間者，除不影響自行車車架之形狀設計外，在應用上亦可以避免造成自行車體積之增加，惟就其整體之傳動機構技術而言，則尚非完善，仍有需加以改進者。
此外，為了避免使用者踩踏的力量反饋至馬達上，通常於該一齒盤上設有一單向軸承，使馬達可驅動該齒盤轉動，若該齒盤轉動則無法反饋影響該馬達。 然而，前述習知技術係將單向軸承設置於齒盤上之技術特徵，除了使得單向軸承與外界具有較大程度的接觸狀態，而容易受到外部濕氣、污垢及其他污染物所影響之外，且單向軸承所配置的位置係過於靠近具有高度油污的齒盤，再次增加了污損的機會，故確有改良之必要。
本發明之主要目的即係在提供一種自行車輔助動力之傳動機構，其係可對自行車之前行提供助力，減少騎乘者踩踏前行時之身體負荷。
本發明之另一目的即係在提供一種自行車輔助動力之傳動機構，可隔絕第一單向傳動單元與外界直接接觸，以避免外部濕氣、污垢及其他污染物污損第一單向傳動單元，確保第一單向傳動單元的清潔度及其工作性能。
緣是，為達成上述目的，本發明所提供之自行車輔助動力之傳動機構，包含有：一第一管體；一容設於第一管體內的直柱狀之旋轉馬達，具有一出力軸，並與一電池電性連接；一容設於第一管體內的減速單元，係聯軸於該出力軸，具有一減速傳動軸； 一容設於第一管體內的第一單向傳動單元，係聯軸於該減速傳動軸；一容設於第一管體內的套筒，罩覆該第一單向傳動單元，並與該第一管體相連接；一傳動齒盤，係與一腳踏組件相接；一單向傳動軸，其一端連接於該第一單向傳動單元，而另端係凸伸出該第一管體，並利用一齒輪組件與該傳動齒盤相連結；以及一第一軸承，係設置於該套筒上以遮蔽該套筒之一開口端，使該第一單向傳動單元與外部隔絕，且該第一軸承與該單向傳動軸同軸，並介於該單向傳動軸與該套筒間； 其中，當該腳踏組件受一踩踏力而連動該傳動齒盤時，該旋轉馬達係依序經該減速單元、該第一單向傳動單元、該單向傳動軸及該齒輪組件而將一輔助動力輸出至該傳動齒盤。
請參閱第一圖至第六圖所示，在本發明第一實施例中所提供之自行車輔助動力之傳動機構，其主要包含有：一車架10、一旋轉馬達20、一電池21、一減速單元22、一第一單向傳動單元23、一套筒24、一單向傳動軸25、一第一軸承26及一傳動齒盤30，車架10用以供作為其他構成元件之設置基座，使各構成元件得以有所附麗。
所述車架10包括有一座管11、一後上叉12、一後下叉13、一後勾爪14、一第一管體15、一第二管體16及一頭管17，且各構成元件間係對應相互連接，如第一圖所示。具體而言，該第一管體15的一端係連設於該頭管17的管壁上，且該第二管體16與該第一管體15相間隔地連設於該頭管17的管壁上，而該電池21係設於該第一管體15及該第二管體16任至少其中一者內。在本例中，該頭管17具有一第一開口171，使該頭管17與該第一管體15相連通，且該頭管17管壁於該第一開口171的對側位置係設有一第二開口172，而構成一第一置放路徑，提供該電池21置入之用，如第二圖所示。
所述旋轉馬達20係概呈直柱狀，且容設於第一管體15內，具有一出力軸201，用以輸出一輔助動力，並旋轉馬達20與電池21電性連接。
所述減速單元22容設於第一管體15內，並聯軸於該出力軸201，具有一減速傳動軸221。
所述第一單向傳動單元23容設於第一管體15內，並聯軸於該減速傳動軸221。在本例中，該減速傳動軸221和該第一單向傳動單元23間係以一聯軸器27連接。詳言之，該聯軸器27一端具有一容置部271，用以容設該第一單向傳動單元23，而該聯軸器27另端係聯軸於該減速傳動軸221。
所述套筒24容設於第一管體15內，用以罩覆該第一單向傳動單元23，並與該第一管體15相連接，且該套筒24鄰近該第一管體15端口的位置上具有一開口端241。該套筒24相背該開口端241的一端具有外徑較大之一抵止部242，用以抵接於該減速單元22，從而限定該減速單元22與該第一單向傳動單元23間之距離。
所述傳動齒盤30係與一腳踏組件40相接。而腳踏組件40上設有一感測器50，用以感測一踩踏力，而通知與其電性連接之該旋轉馬達20調整該輔助動力。在本例中，該腳踏組件40包括一曲柄座41、二曲柄42、一第二單向傳動單元43及一曲柄軸44，該曲柄座41連設於該第一管體15鄰近該第一單向傳動單元23的一端，該曲柄軸44旋設於該曲柄座41上，且該曲柄座41與該曲柄軸44間設有至少二第二軸承45。而該些曲柄42的一端分別相接於該曲柄軸44的兩側端上，且各該曲柄42的另端樞設有一腳踏（圖未示）。該些曲柄42其中一者係透過該第二單向傳動單元43連接於該傳動齒盤30。在本例中，第二單向傳動單元43為一棘輪。
此外，該曲柄座41外周面凸設有一凸部411，組設於該第一管體15與該套筒24間，並穿設有至少二固定件，將該凸部411、該套筒24與該第一管體15相互固定連接。
所述單向傳動軸25的一端連接於該第一單向傳動單元23，而另端係凸伸出該第一管體15，而朝曲柄座41內延伸，並利用一齒輪組件28與該傳動齒盤30相連結。在本例中，該齒輪組件28包括有一第一齒輪281及一第二齒輪282，該第一齒輪281組設於該單向傳動軸25遠離該第一單向傳動單元23的一端，而該第二齒輪282組設於該傳動齒盤30上，並與該第一齒輪281相嚙合。其中，該第一齒輪281選自由傘齒輪及斜齒輪所成的組群，該第二齒輪282選自由傘齒輪及斜齒輪所成的組群。藉此，使得單向傳動軸25與傳動齒盤30間可在任意的度關係傳遞動能，並利用第一單向傳動單元23的配置設計，可令馬達之輔助動力得以傳遞至傳動齒盤30，而當腳踏組件40帶動傳動齒盤30正向轉動時，並不會將其動力傳遞至馬達。
所述第一軸承26設置於該套筒24上以遮蔽該套筒24之開口端241，使得套筒24與第一軸承26間界定出一密閉的容置空間261，用以收容第一單向傳動單元23及與相連接的構件，使該第一單向傳動單元23與外部隔絕，同時第一單向傳動單元23係埋設於該第一管體15內，除了遠離具有高度油污的傳動齒盤30之外，且不受外界環境影響，以避免外部濕氣、污垢及其他污染物污損第一單向傳動單元23，確保第一單向傳動單元23的清潔度及其工作性能，並延長該第一單向傳動單元23的使用壽命。另外，該第一軸承26與該單向傳動軸25同軸，並介於該單向傳動軸25與該套筒24間。
藉由上述構件之組成，當該腳踏組件40受一踩踏力而連動該傳動齒盤30時，該旋轉馬達20係依序經該減速單元22、該第一單向傳動單元23、該單向傳動軸25及該齒輪組件28而將一輔助動力輸出至該傳動齒盤30，故可對自行車之前行提供助力，減少騎乘者踩踏前行時之身體負荷。
如第七圖所示，係本發明第二實施例，其與第一實施例的主要差異在於該頭管17具有一第三開口173，使該頭管17與該第二管體16相連通，且該頭管17管壁於該第三開口173的對側位置係設有一第四開口174，而構成一第二置放路徑，提供該電池21置入之用。
如第八圖所示，係本發明第三實施例，其與第二實施例的主要差異在於頭管17包括有第一開口171、第二開口172、第三開口173及第四開口174，並對應構成第一置放路徑及第二置放路徑，而可將兩個電池21分別置入第一管體15及第二管體16。
如第九圖所示，係本發明第四實施例，其與第三實施例的主要差異在於頭管17之第二開口及第四開口係相連通，而構成一較大尺寸的第五開口175，並對應構成第一置放路徑及第二置放路徑，而可將兩個電池21分別置入第一管體15及第二管體16。
10:車架 11:座管 12:後上叉 13:後下叉 14:後勾爪 15:第一管體 16:第二管體 17:頭管 171:第一開口 172:第二開口 173:第三開口 174:第四開口 175:第五開口 20:旋轉馬達 201:出力軸 21:電池 22:減速單元 221:減速傳動軸 23:第一單向傳動單元 24:套筒 241:開口端 242:抵止部 25:單向傳動軸 26:第一軸承 261:容置空間 27:聯軸器 271:容置部 28:齒輪組件 281:第一齒輪 282:第二齒輪 30:傳動齒盤 40:腳踏組件 41:曲柄座 411:凸部 42:曲柄 43:第二單向傳動單元 44:曲柄軸 45:第二軸承 50:感測器
第一圖係本發明第一實施例之側視示意圖，其顯示車架主要結構。 第二圖係本發明第一實施例就第一圖之局部剖視圖，其顯示電池安裝於第一管體內。 第三圖係本發明第一實施例之局部立體示意圖，其顯示第一管體、傳動齒盤與腳踏組件間之連接關係。 第四圖係本發明第一實施例就第三圖之分解示意圖。 第五圖係本發明第一實施例就第三圖之沿5-5剖視線的剖視圖。 第六圖係本發明第一實施例就第五圖之局部放大圖。 第七圖係本發明第二實施例之局部剖視圖，其顯示電池安裝於第二管體內。 第八圖係本發明第三實施例之局部剖視圖，其顯示第一、第二管體中皆安裝有電池。 第九圖係本發明第四實施例之局部剖視圖，其顯示該些電池藉由尺寸較大的開口而分別安裝於第一、第二管體內。
15:第一管體
20:旋轉馬達
201:出力軸
22:減速單元
221:減速傳動軸
23:第一單向傳動單元
24:套筒
271:容置部
28:齒輪組件
281:第一齒輪
282:第二齒輪
30:傳動齒盤
40:腳踏組件
41:曲柄座
241:開口端
242:抵止部
25:單向傳動軸
26:第一軸承
261:容置空間
27:聯軸器
411:凸部
42:曲柄
43:第二單向傳動單元
44:曲柄軸
45:第二軸承
50:感測器

Claims (12)

  1. 一自行車輔助動力之傳動機構，包含有： 一第一管體； 一容設於第一管體內的直柱狀之旋轉馬達，具有一出力軸，並與一電池電性連接； 一容設於第一管體內的減速單元，係聯軸於該出力軸，具有一減速傳動軸； 一容設於第一管體內的第一單向傳動單元，係聯軸於該減速傳動軸； 一容設於第一管體內的套筒，罩覆該第一單向傳動單元，並與該第一管體相連接，且該套筒具有一開口端； 一傳動齒盤，係與一腳踏組件相接； 一單向傳動軸，其一端連接於該第一單向傳動單元，而另端係凸伸出該第一管體，並利用一齒輪組件與該傳動齒盤相連結；以及 一第一軸承，係設置於該套筒上以遮蔽該套筒之開口端，使該第一單向傳動單元與外部隔絕，且該第一軸承與該單向傳動軸同軸，並介於該單向傳動軸與該套筒間； 其中，當該腳踏組件受一踩踏力而連動該傳動齒盤時，該旋轉馬達係依序經該減速單元、該第一單向傳動單元、該單向傳動軸及該齒輪組件而將一輔助動力輸出至該傳動齒盤。
  2. 如申請專利範圍第1項所述自行車輔助動力之傳動機構，其中，該減速傳動軸和該第一單向傳動單元間係以一聯軸器連接。
  3. 如申請專利範圍第2項所述自行車輔助動力之傳動機構，其中，該聯軸器一端具有一容置部，用以容設該第一單向傳動單元，而該聯軸器另端係聯軸於該減速傳動軸。
  4. 如申請專利範圍第3項所述自行車輔助動力之傳動機構，其更包括一感測器，係設於腳踏組件上，用以感測該踩踏力，而通知與其電性連接之該旋轉馬達調整該輔助動力。
  5. 如申請專利範圍第4項所述自行車輔助動力之傳動機構，其中，該套筒相背該開口端的一端具有外徑較大之一抵止部，用以抵接於該減速單元，從而限定該減速單元與該第一單向傳動單元間之距離。
  6. 如申請專利範圍第5項所述自行車輔助動力之傳動機構，其中，該齒輪組件包括有一第一齒輪及一第二齒輪，該第一齒輪組設於該單向傳動軸遠離該第一單向傳動單元的一端，而該第二齒輪組設於該傳動齒盤上，並與該第一齒輪.相嚙合。
  7. 如申請專利範圍第6項所述自行車輔助動力之傳動機構，其中，該第一齒輪選自由傘齒輪及斜齒輪所成的組群，該第二齒輪選自由傘齒輪及斜齒輪所成的組群。
  8. 如申請專利範圍第1或7項所述自行車輔助動力之傳動機構，其中，該腳踏組件包括一曲柄座、二曲柄、一第二單向傳動單元及一曲柄軸，該曲柄座連設於該第一管體鄰近該第一單向傳動單元的一端，該曲柄軸旋設於該曲柄座上，該些曲柄的一端分別相接於該曲柄軸的兩側端上，且各該曲柄的另端樞設有一腳踏，而該些曲柄其中一者係透過該第二單向傳動單元連接於該傳動齒盤。
  9. 如申請專利範圍第8項所述自行車輔助動力之傳動機構，其中，該曲柄座外周面凸設有一凸部，組設於該第一管體與該套筒間，並穿設有至少二固定件，將該凸部、該套筒與該第一管體相互固定連接。
  10. 如申請專利範圍第1或7項所述自行車輔助動力之傳動機構，其更包括一車架，其具有一第二管體及一頭管，該第一管體遠離該第一單向傳動單元的一端係連設於該頭管的管壁上，且該第二管體與該第一管體相間隔地連設於該頭管的管壁上，而該電池係設於該第一管體及該第二管體任至少其中一者內。
  11. 申請專利範圍第10所述自行車輔助動力之傳動機構，其中，該頭管具有一第一開口，使該頭管與該第一管體相連通，且該頭管管壁於該第一開口的對側位置係設有一第二開口，而構成一第一置放路徑，提供該電池置入之用。
  12. 申請專利範圍第10所述自行車輔助動力之傳動機構，其中，該頭管具有一第三開口，使該頭管與該第二管體相連通，且該頭管管壁於該第三開口的對側位置係設有一第四開口，而構成一第二置放路徑，提供該電池置入之用。
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