CN103373434A - 电助力自行车的反转刹车机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电助力自行车的反转刹车机构，主要包含有一个马达、一个曲柄轴、一个大齿盘，以及一个离合器，曲柄轴可转动地穿设于马达，大齿盘具有一个连接马达及曲柄轴的套筒，离合器设于曲柄轴与大齿盘的套筒之间，当曲柄轴于正向转动时，离合器会受到曲柄轴的驱动来带动大齿盘正向转动，当曲柄轴于反向转动时，离合器会受到曲柄轴的驱动而与套筒之间相对转动，并且产生一个延滞时间让马达中断所提供的助力，接着离合器即可在此延滞时间来带动大齿盘反向转动，以达到刹车效果。

Description

电助力自行车的反转刹车机构

技术领域

本发明涉有电助力自行车技术领域，特别涉及一种电助力自行车的反转刹车机构。

背景技术

一般自行车在骑乘时，骑乘者是以双脚踩住踏板且以正踩方式来驱动曲柄轴转动，曲柄轴在转动时便会同步带动大齿盘转动，此时的大齿盘会再透过链条来带动后轮转动，以达到驱使自行车前进的目的。

当骑乘者要刹车时，通常是紧握刹车握把来驱动刹车卡钳对后轮进行刹车动作，然而对某些握力不足的骑乘者来说，利如小孩或老年人，现有的刹车设计可能没有办法达到应有的效果，无形中也就增加了骑乘时的危险性，所以业界已经研发出一种利用倒踩踏板来产生刹车效果的结构，例如US4,261,449以及US5,810,139号专利文件，即提供了利用链条受曲柄反踩倒转时，连动了设于轮毂轴内的刹车机构来对后轮进行刹车动作；但是目前这种设计一般只能应用在的自行车中，而未确实应用在电助力自行车。因此，本发明的发明人针对电助力自行车而开发出一种具有反转刹车功能的中置驱动机构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电助力自行车的反转刹车机构，其在倒踩时产生一个延滞时间，用以形成一个时间差来让马达停止提供助力。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种反转刹车机构，其包含有一个马达、一个曲柄轴、一个大齿盘，以及一个离合器。该曲柄轴可转动地穿设于该马达；该大齿盘具有一个套筒，该套筒可单向转动地连接该马达且可转动地套设于该曲柄轴的一端；该离合器设于该曲柄轴与该大齿盘的套筒之间。藉此，当该曲柄轴于反向转动时，该离合器会受到该曲柄轴的驱动而与该套筒之间相对转动，并且产生一个延滞时间，让该马达能够根据此延滞时间来停止提供助力，而该离合器会在此延滞时间后经由该套筒来带动该大齿盘反向转动。

在本发明所提供的反转刹车机构中，该离合器具有一个驱动件与一个移动件，该驱动件固定于该曲柄轴且卡接于该大齿盘的套筒，该移动件可沿该曲柄轴的轴向移动地套设于该驱动件，并且在该曲柄轴反向转动时会与该大齿盘的套筒之间相互推顶而朝远离该套筒的方向产生轴向移动。

在本发明所提供的反转刹车机构中，该大齿盘的套筒的外环面可具有一个凸台或一个凸柱，该离合器的移动件的外环面可具有一个凹槽或一个斜槽，通过两者之间的顶抵，该移动件于该曲柄轴反向转动时即可朝远离该套筒的方向产生轴向移动。

在本发明所提供的反转刹车机构中，还包含有一个传感器，该传感器电性连接该马达，用以探测该移动件是否产生轴向位移，一旦探测到该移动件产生轴向位移时，该传感器便会中断该马达的助力。

附图说明

图1为本发明第一优选实施例的立体图；

图2为本发明第一优选实施例的局部立体图；

图3为图2的局部立体分解图；

图4为图2的纵向剖视图；

图5为图2的俯视图，主要显示离合器的移动件尚未移动的状态；

图6类同于图4，主要显示离合器的移动件产生轴向移动后的状态；

图7类同于图5，主要显示离合器的移动件产生轴向移动后的状态；

图8为本发明第一优选实施例的方块图，主要显示马达与传感器的霍尔元件之间的电性连接关系；

图9为本发明第二优选实施例的局部立体图；

图10为图9的俯视图，主要显示离合器的移动件尚未移动的状态；

图11为图9的局部俯视图，主要显示离合器的移动件产生轴向移动后的状态。

【主要元件符号说明】

第一实施例中：

10反转刹车机构      20马达

30曲柄轴            32曲柄

40大齿盘            42套筒

44轴承              46凸台

462第一斜面         48嵌槽

50离合器            51驱动件

52移动件            53嵌块

54导槽              55凹槽

552第二斜面         56导块

60传感器            62霍尔元件

64磁铁

第二实施例中：

70反转刹车机构      80曲柄轴

82套筒              84圆形凸柱

86移动件            88斜槽

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1至图3，其中显示了本发明第一优选实施例所提供的反转刹车机构10，主要应用于电助力自行车，包含有一个马达20、一个曲柄轴30、一个大齿盘40、一个离合器50，以及一个传感器60。

马达20安装于电助力自行车的车架，用以提供助力，由于马达20为公知技术且非本发明的重点，在此便不再赘述其细部结构。

曲柄轴30穿设于马达20内且以其两端分别连接一个曲柄32，可受外力作用相对马达20正向转动或反向转动。

大齿盘40具有一个套筒42，套筒42通过一个轴承44而可转动地套设于曲柄轴30，并通过一个单向器(图中未示)与马达20连接，使得大齿盘40可受马达20的驱动而作单向转动，用以输出马达20所提供的助力。此外，套筒42的外环面在本实施例中具有一个凸台46，凸台46的两侧边分别具有一个第一斜面462，套筒42的内环面则具有两个相对的嵌槽48。

请配合参阅图3至图5，离合器50具有一个驱动件51与一个移动件52。驱动件51固定于曲柄轴30且于其外环面具有两个嵌块53及三个导槽54，各嵌块53用以嵌设于套筒42的嵌槽48内，使得驱动件51在受到曲柄轴30的驱动时可经由套筒42来同步带动大齿盘40转动，各导槽54沿着曲柄轴30的轴向延伸；移动件52的外环面在本实施例中具有一个凹槽55，用以供套筒42的凸台46嵌设，如图5所示，凹槽55的槽壁的两侧分别具有一个第二斜面552，移动件52的内环面则是具有三个导块56，分别用来嵌设于驱动件51的导槽54内，使得移动件52可沿着曲柄轴30的轴向相对驱动件51移动。

请配合参阅图3及图8，传感器60在本实施例中具有一个霍尔元件62及多数磁铁64，霍尔元件62电性连接马达20，这些磁铁64间隔地设于移动件52的外环面且对应霍尔元件62。由此，当移动件52尚未移动时，如图6所示，霍尔元件62可以探测到磁铁64而让马达20能够持续输出助力，当移动件52产生轴向移动之后，如图7所示，霍尔元件62会因为探测不到磁铁64而迫使马达20停止输出助力。

以上为本发明的反转刹车机构10的结构，以下再就本发明的操作过程及特色进行说明。

当骑乘者以正踩方式来驱动曲柄轴30正向转动时，首先离合器50的驱动件51会跟着曲柄轴30同步正向转动，驱动件51在转动时会通过本身的嵌块53与套筒42的嵌槽48之间的配合来带动大齿盘40正向转动，使得链条会被大齿盘40带动来驱动后轮前进，此外，驱动件51在正向转动时亦会通过本身的导槽54与移动件52的导块56之间的配合来带动移动件52正向转动，如图3至图5所示。

当骑乘者以倒踩方式来驱动曲柄轴30反向转动时，离合器50的驱动件51亦会跟着曲柄轴30同步反向转动，此时的驱动件51会先通过本身的导槽54与移动件52的导块56之间的配合来带动移动件52反向转动，但是驱动件51的嵌块53尚未与套筒42的嵌槽48之间形成卡接，所以离合器50的移动件52与大齿盘40的套筒42之间会产生相对转动，然而在两者产生相对转动的过程中，移动件52的凹槽55与套筒42的凸台46之间会通过第二斜面552与第一斜面462之间的相互顶抵，让移动件52沿着曲柄轴30的轴向朝远离套筒42的方向移动，如图6及图7所示，此时的霍尔元件62会因为移动件52的移动而感应不到磁铁64的位置，进而迫使马达20停止输出助力至大齿盘40，接着驱动件51的嵌块53会再与套筒42的嵌槽48相互接触来带动大齿盘40反向转动，当大齿盘40开始反向转动时，即可拉动链条来产生刹车效果。

请再参阅图9，为本发明第二优选实施例所提供的反转刹车机构70，其主要结构与上述实施例大致相同，惟其差异在于套筒82是以圆形凸柱84来替代凸台46的设计，移动件86则是以斜槽88来替代凹槽55的设计。藉此，当曲柄轴80反向转动时，移动件86会通过本身的斜槽88的槽壁与套筒82的圆形凸柱84之间的相互推顶而朝远离套筒82的方向产生轴向移动，如图10及图11所示，这样，同样可以达到带动大齿盘反转的目的。

综上所述，本发明的反转刹车机构让曲柄轴在正向转动时能够驱使电助力自行车前进，在曲柄轴反向转动时则是能够通过离合器的移动件的轴向移动及配合传感器的探测来中断马达的助力而产生一个延滞时间，并且在此延滞时间后利用离合器的驱动件来带动大齿盘反向转动，藉以达到产生刹车效果的目的。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电助力自行车的反转刹车机构，包含有：

一个马达；

一个曲柄轴，可转动地穿设于该马达；

一个大齿盘，具有一个套筒，该套筒可单向转动地连接该马达且可转动地套设于该曲柄轴的一端；以及

一个离合器，设于该曲柄轴与该大齿盘的套筒之间，当该曲柄轴于正向转动时，该离合器会受到该曲柄轴的驱动而经由该套筒来带动该大齿盘正向转动，当该曲柄轴于反向转动时，该离合器会受到该曲柄轴的驱动而与该套筒之间相对转动，并且产生一个延滞时间，使得该离合器在该延滞时间内经由该套筒来带动该大齿盘反向转动。

2.如权利要求1所述的电助力自行车的反转刹车机构，其中该离合器具有一个驱动件与一个移动件，该驱动件固定于该曲柄轴且卡接于该大齿盘的套筒，该移动件可沿该曲柄轴的轴向移动地套设于该驱动件，并且在该曲柄轴反向转动时会与该大齿盘的套筒之间相互推顶而朝远离该套筒的方向产生轴向移动。

3.如权利要求2所述的电助力自行车的反转刹车机构，其中该大齿盘的套筒的外环面具有一个凸台，该凸台具有两个第一斜面，该离合器的移动件的外环面具有一个供该凸台嵌设的凹槽，该凹槽的槽壁具有两个第二斜面，使得该移动件于该曲柄轴反向转动时会通过该凹槽的第二斜面与该凸台的第一斜面之间的相互推顶而朝远离该套筒的方向产生轴向移动。

4.如权利要求2所述的电助力自行车的反转刹车机构，其中该大齿盘的套筒的外环面具有一个凸柱，该离合器的移动件的外环面具有一个斜槽，用以供该凸柱嵌设，使得该移动件于该曲柄轴反向转动时会通过该斜槽的槽壁与该套筒的凸柱之间的相互推顶而朝远离该套筒的方向产生轴向移动。

5.如权利要求2至4中任一项所述的电助力自行车的反转刹车机构，其中该大齿盘的套筒的内环面具有至少一个嵌槽，该离合器的驱动件的外环面具有至少一个嵌块，用以嵌设于该嵌槽内。

6.如权利要求2至4中任一项所述的电助力自行车的反转刹车机构，其中该离合器的驱动件的外环面具有至少一个导槽，该导槽沿着该曲柄轴的轴向延伸，该移动件的内环面具有至少一个导块，用以嵌设于该导槽内。

7.如权利要求2所述的电助力自行车的反转刹车机构，包括有一个传感器，该传感器电性连接该马达，用以在探测到该移动件产生位移时中断该马达的助力。

8.如权利要求7所述的电助力自行车的反转刹车机构，其中该感应器具有一个霍尔元件与多数磁铁，该霍尔元件电性连接该马达，这些磁铁间隔地设于该移动件的外环面且对应该霍尔元件。

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