CN103183102B - 电动自行车的外变速机构 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种电动自行车的外变速机构，主要于大齿盘与曲柄轴之间设置一单向器，单向器可受曲柄的驱动来带动大齿盘作单向转动，使得后轮、大齿盘，以及链条能够保持在相同的速度下转动，另外再利用感测装置来感测后轮、大齿盘或链条的转速大小，一旦转速过低时，电子拨链器就会停止作动，此时的骑乘者不管利用手动控制或自动控制都不能进行换档，以确保变速线维持在适当的松紧度，同时避免发生落链的状况。

Description

电动自行车的外变速机构

技术领域

本发明与电动自行车有关，特别是指一种电动自行车的外变速机构。

背景技术

自行车的变速机构可以区分为内变速与外变速两种，简单来说，内变速机构是隐藏在后花鼓内部而不会与外界的泥土或雨水接触，所以不需要定期保养，但是因安装空间有限，变速范围也就会受到限制；外变速机构则是会直接与外界的泥土或雨水接触，因而必须定期清洗保养，但是由于外部的安装空间较大，变速范围也就会比较大。

就公知的外变速机构来说，假如骑乘者在大齿盘停止转动或转速过低的情况下进行强制换檔动作时，很容易让变速线呈现绷紧状态而影响变速线的使用寿命，而且，若骑乘者在此时再次进行踩踏时也很容易发生落链的状况。因此，骑乘者在骑乘过程中必须要注意大齿盘的转速才能进行换档，操作上实在相当的不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动自行车的外变速机构，以克服公知技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的电动自行车的外变速机构，包含有：

一后轮，具有一后花鼓；

一曲柄组，具有一曲柄轴及二曲柄，该两曲柄设于该曲柄轴的两端；

一大齿盘，套设于该曲柄组的曲柄轴；

一单向器，设于该大齿盘与该曲柄组的曲柄轴之间且与其中一该曲柄组接，可受该曲柄的驱动而带动该大齿盘作单向转动；

一变速器，具有一变速链轮及一电子拨链器，该变速链轮设于该后轮的后花鼓，该电子拨链器设于该变速链轮；

一链条，绕设于该大齿盘、该变速器的变速链轮，以及该变速器的电子拨链器，使得该后轮、该大齿盘，以及该链条能够同时转动；以及

一感测装置，电性连接该电子拨链器，用以感测该后轮的转速、该大齿盘的转速或该链条的转速，使该电子拨链器能根据该感测装置所感测到该后轮的转速大小、该大齿盘的转速大小或该链条的转速大小来进行换挡动作。

所述电动自行车的外变速机构，其中该感测装置具有一安装座、一霍尔传感器，以及复数磁铁，该安装座套设于该曲柄轴，该霍尔传感器设于该安装座，该复数磁铁固定于该大齿盘，可受该大齿盘的带动而相对该霍尔传感器旋转。

所述电动自行车的外变速机构，其中包含有一发电装置，具有一线圈座、一线圈、一磁铁，以及一电线，该线圈座连接于该曲柄轴，该线圈固定于该线圈座，该磁铁固定于该曲柄轴且相对于该线圈，可受该曲柄轴的带动而相对该线圈旋转，该电线连接该线圈。

所述电动自行车的外变速机构，其中该感测装置具有一霍尔传感器与复数磁铁，该复数磁铁固定于该链条且分别对应该霍尔传感器。

所述电动自行车的外变速机构，其中该感测装置具有一霍尔传感器与复数磁铁，该复数磁铁固定于该后轮的一轮圈且分别对应该霍尔传感器。

所述电动自行车的外变速机构，其中包含有一发电装置，具有一线圈座、一线圈、一磁铁，以及一电线，该线圈座连接于该曲柄轴，该线圈设于该线圈座，该磁铁设于该大齿盘且相对该线圈，可受该大齿盘的带动而绕着该线圈旋转，该电线连接该线圈。

所述电动自行车的外变速机构，其中包含有一中置马达，该中置马达具有一输出齿轮，用以连接带动该曲柄轴、该大齿盘或该链条其中之一。

所述电动自行车的外变速机构，其中该单向器包括有一棘齿环、一棘轮座，以及设于该棘齿环与该棘轮座之间的复数个棘爪，该棘齿环连接大齿盘，该棘轮座连接该曲柄，各该棘爪的一端枢设于该棘轮座，另一端卡接于该棘齿环。

本发明提供的电动自行车的外变速机构，其在后轮、大齿盘或链条的转速过低时不能进行换挡动作，以确保变速线维持在适当的松紧度，同时又能避免发生落链的状况。

附图说明

图1为应用本发明第一较佳实施例的自行车的平面图。

图2及图3为本发明第一较佳实施例的平面图。

图4为本发明第一较佳实施例所提供的单向器的立体图。

图5为本发明第一较佳实施例的组合剖视图。

图6为本发明第一较佳实施例的方块图。

图7及图8为本发明第二较佳实施例的局部放大图，主要显示感测装置的不同安装位置。

图9为为本发明第二较佳实施例的平面图，主要显示发电装置的不同安装位置。

附图中主要组件符号说明：

10电动自行车，12车架，14前轮，16外变速机构，18后轮，182后花鼓，184轮圈；

20曲柄组，22曲柄轴，24曲柄，26踏板；

30大齿盘；

40单向器，42棘齿环，44棘轮座，46棘爪；

50变速器，54变速链轮；

60电子拨链器，62微电脑；

70链条；

80发电装置，82线圈座，84线圈，86电线，88磁铁；

90感测装置，92安装座，94霍尔传感器，96磁铁。

具体实施方式

本发明的外变速机构包含有一后轮、一曲柄组、一大齿盘、一单向器、一变速器、一链条，以及一感测装置。该后轮具有一后花鼓；该曲柄组具有一曲柄轴及二曲柄，该两曲柄设于该曲柄轴的两端，用以带动该曲柄轴转动；该大齿盘套设于该曲柄组的曲柄轴；该单向器设于该大齿盘与该曲柄轴之间，并与其中一该曲柄组接，可受与其相组接的曲柄的驱动而带动该大齿盘作单向转动；该变速器具有一变速链轮及一电子拨链器，该变速链轮设于该后轮的后花鼓，该电子拨链器设于该变速链轮，用以进行变速换档动作；该链条绕设于该大齿盘、该变速器的变速链轮，以及该变速器的电子拨链器，使得该后花鼓、该大齿盘，以及该链条能够同时转动；该感测装置电性连接该电子拨链器，用以感测该后轮的转速、该大齿盘的转速或该链条的转速。由此，当该感测装置所感测到的前述转速高于一设定值时，该电子拨链器可顺利进行换挡动作，而当该感测装置所感测到的前述转速低于一设定值时，该电子拨链器则无法进行换挡动作。

为了详细说明本发明的结构、特征及功效所在，列举一较佳实施例并配合附图说明如后。

请参阅图1，为应用本发明第一较佳实施例的电动自行车10，图中所示的电动自行车10主要包含有一车架12及一设于车架12前端的前轮14。请再参阅图2至图4，为本发明第一较佳实施例的外变速机构16，主要包含有一后轮18、一曲柄组20、一大齿盘30、一单向器40、一变速器50、一链条70、一发电装置80、一感测装置90，以及一中置马达。

后轮18设于车架12的后端且具有一后花鼓182。

曲柄组20具有一曲柄轴22与二曲柄24，曲柄轴22可旋转地穿设于车架12内，各曲柄24的内端固定于曲柄轴22的一端，各曲柄24的外端供一踏板26安装。

大齿盘30套设于曲柄组20的曲柄轴22，用以提供动力传输效果。

单向器40具有一棘齿环42、一棘轮座44，以及复数个棘爪46，其中，棘齿环42连接大齿盘30，棘轮座44连接曲柄24，各棘爪46位于棘齿环42与棘轮座44之间，并以其一端枢设于棘轮座44，另一端卡接于棘齿环42，如图4及图5所示，使得单向器40可受与其相组接的曲柄24的驱动而带动大齿盘30作单向转动，一旦大齿盘30的转速高于该两曲柄24的转速时，单向器40便会解除两者之间的传动。

变速器50具有一变速链轮54及一电子拨链器60，变速链轮54设于后轮18的后花鼓182的一端，用以提供不同的变速文件位，电子拨链器60设于变速链轮54，并与一微电脑62作电性连接，如图6所示，可受微电脑62的控制而进行自动换档动作。

链条70绕设于大齿盘30、变速器50的变速链轮54，以及变速器50的电子拨链器60，使得后轮18、大齿盘30，以及链条70能够同时转动。值得一提的是，本发明的外变速机构16可提供一中置马达，中置马达具有一输出齿轮，用以连接带动曲柄轴22、大齿盘30或链条70的其中之一。

发电装置80在本实施例中具有一线圈座82、一线圈84、一电线86，以及一磁铁88，如图5所示，线圈座82由两轴承83安装于曲柄轴22，使得曲柄轴22能相对线圈座82旋转；线圈84固定于线圈座82的内周面；磁铁88固定于曲柄轴22且相对于线圈84，可受曲柄轴22的带动来绕着线圈84旋转，以产生磁场变化而让线圈84产生感应电流；电线86以其一端连接线圈84，用以将线圈84所产生的感应电流传输至需要充电的装置，如电池或大灯。

感测装置90具有一安装座92、一霍尔传感器94，以及复数磁铁96，在本实施例中，如图5所示，安装座92套设于曲柄轴22；霍尔传感器94设于安装座92且与微电脑62作电性连接；该复数磁铁96固定于大齿盘30朝霍尔传感器94的一侧面，可受大齿盘30的带动而相对霍尔传感器94旋转。

以上为本发明的外变速机构16的详细结构，以下再就本发明的操作过程及特色进行说明。

当骑乘者施力踩踏该两踏板26来驱动曲柄组20旋转时，由单向器40的驱动，大齿盘30会开始旋转且通过链条70来带动后花鼓182同步旋转，以驱动后轮18转动而让电动自行车10能够顺利前进。在大齿盘30旋转的过程中，霍尔传感器94会通过该复数磁铁96所产生的磁场变化来感测大齿盘30的转速，并将所感测到的转速大小传送至微电脑62，当大齿盘30的转速保持在大于20RPM的情况下，骑乘者除了可以利用手动方式进行换档之外，亦可通过微电脑62的设定来进行自动换档，但是当霍尔传感器94感测到大齿盘30的转速低于20RPM时，微电脑62便会控制电子拨链器60无法进行换档动作，此时的骑乘者即使不管利用手动操控或通过微电脑62的自动控制都无法进行换档，以确保变速线维持在适当的松紧度，同时又能避免发生落链的状况。

在此必须补充说明的是，由于后轮18、大齿盘30，以及链条70是同时转动，所以霍尔传感器94可以安装于车架12的适当位置，而磁铁96则是可以设置在后轮18的轮圈184或链条70上，如图7及图8所示，只要让霍尔传感器94能够感应到该复数磁铁96即可达到相同的功效。另一方面，当磁铁96设置在后轮18的轮圈184或链条70时，发电装置80的线圈座82及磁铁88可以分别安装于曲柄轴22及大齿盘30，如图9所示，由此，磁铁88便会受到大齿盘30的带动而绕着线圈84转动来产生磁场变化，让电线86将线圈84所产生的感应电流传输出去。

综合以上所述可知，本发明的外变速机构利用单向器40的设置，让后轮18、大齿盘30，以及链条70能保持在相同的速度下转动，并且再配合感测装置90来感测后轮18、大齿盘30或链条70的转速大小，一旦转速过低时就会控制电子拨链器60不能进行换档，以确保变速线维持在适当的松紧度，同时又能避免发生落链的状况。

本发明于前揭实施例中所揭示的构成组件，仅为举例说明，并非用来限制本发明的范围，其他等效组件的替代或变化，亦应为本发明申请的权利要求范围所涵盖。

Claims (8)

1.一种电动自行车的外变速机构，包含有：

一后轮，具有一后花鼓；

一曲柄组，具有一曲柄轴及二曲柄，该两曲柄设于该曲柄轴的两端；

一大齿盘，套设于该曲柄组的曲柄轴；

一单向器，设于该大齿盘与该曲柄组的曲柄轴之间且与其中一该曲柄组接，可受该曲柄的驱动而带动该大齿盘作单向转动，当该大齿盘的转速高于该两曲柄的转速时，单向器便会解除大齿盘与该曲柄之间的传动；

一变速器，具有一变速链轮及一电子拨链器，该变速链轮设于该后轮的后花鼓，该电子拨链器设于该变速链轮；

一链条，绕设于该大齿盘、该变速器的变速链轮，以及该变速器的电子拨链器，使得该后轮、该大齿盘，以及该链条能够同时转动；以及

一感测装置，电性连接该电子拨链器，用以感测该后轮的转速、该大齿盘的转速或该链条的转速，使该电子拨链器能根据该感测装置所感测到该后轮的转速大小、该大齿盘的转速大小或该链条的转速大小来进行换挡动作。

2.根据权利要求1所述电动自行车的外变速机构，其中，该感测装置具有一安装座、一霍尔传感器，以及复数磁铁，该安装座套设于该曲柄轴，该霍尔传感器设于该安装座，该复数磁铁固定于该大齿盘，可受该大齿盘的带动而相对该霍尔传感器旋转。

3.根据权利要求1所述电动自行车的外变速机构，其中，包含有一发电装置，具有一线圈座、一线圈、一磁铁，以及一电线，该线圈座连接于该曲柄轴，该线圈固定于该线圈座，该磁铁固定于该曲柄轴且相对于该线圈，可受该曲柄轴的带动而相对该线圈旋转，该电线连接该线圈。

4.根据权利要求1所述电动自行车的外变速机构，其中，该感测装置具有一霍尔传感器与复数磁铁，该复数磁铁固定于该链条且分别对应该霍尔传感器。

5.根据权利要求1所述电动自行车的外变速机构，其中，该感测装置具有一霍尔传感器与复数磁铁，该复数磁铁固定于该后轮的一轮圈且分别对应该霍尔传感器。

6.根据权利要求1所述电动自行车的外变速机构，其中，包含有一发电装置，具有一线圈座、一线圈、一磁铁，以及一电线，该线圈座连接于该曲柄轴，该线圈设于该线圈座，该磁铁设于该大齿盘且相对该线圈，可受该大齿盘的带动而绕着该线圈旋转，该电线连接该线圈。

7.根据权利要求1所述电动自行车的外变速机构，其中，包含有一中置马达，该中置马达具有一输出齿轮，用以连接带动该曲柄轴、该大齿盘或该链条其中之一。

8.根据权利要求1所述电动自行车的外变速机构，其中，该单向器包括有一棘齿环、一棘轮座，以及设于该棘齿环与该棘轮座之间的复数个棘爪，该棘齿环连接大齿盘，该棘轮座连接该曲柄，各该棘爪的一端枢设于该棘轮座，另一端卡接于该棘齿环。