CN104044682B - 转轴机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可设置于框架中的转轴机构，其包含转轴、轴承、轴承座及应变计。转轴用于接受作用力矩以绕轴向进行转动。轴承套接于转轴，以减低转轴绕轴向转动时的摩擦阻力。轴承座设置于框架和轴承之间，供容设并支撑轴承，其中轴承座具有本体部和悬臂部，悬臂部部分连接本体部以使悬臂部比本体部容易发生变形。应变计设置于悬臂部上。当作用力矩转动转轴时，作用力矩经由转轴和轴承传递，使轴承座抵接于框架，进而使悬臂部产生变形量，应变计量测该变形量。相较于现有技术，本发明的转轴机构藉由将应变计设置于轴承座上，同时搭配轴承座结构的改良，以达到准确量测轴承座的变形量，判断作用力矩大小的目的。

Description

转轴机构

技术领域

本发明关于一种转轴机构，具体而言，本发明关于能侦测作用力矩大小的转轴机构，更具体而言，本发明关于能应用于自行车以侦测踩踏力大小的转轴机构。

背景技术

现在的自行车已从原本的代步工具转变为增进休闲健康生活的工具之一。然而，并非每个人的体能都能负担长程的路线或艰难的爬坡路段，因此具有辅助动力的电动自行车因蕴而生。

一般电动自行车利用电动马达作为辅助的动力来源，以降低踩踏时所花费的力气。电动自行车根据使用者踩踏力量的大小，利用马达增加驱动力量，一方面可使自行车使用者达到运动的效果，同时遇到爬坡或使用者体能不佳的时候，亦可提供辅助动力。

然而，如何有效量测自行车使用者施予踏板的踩踏力，进而提供所需的辅助动力，即为现今重要的研发方向之一。

发明内容

本发明提供一种转轴机构，其藉由应变计直接量测轴承座的变形量以有效判断作用力矩的大小。

本发明提供一种转轴机构，其藉由轴承座的设计变化，使应变计有效判断作用力矩的大小。

本发明提供一种应用于电动自行车装置的转轴机构，其量测施加于踏板的踩踏力，进而有效控制辅助动力源。

于一实施例，本发明提供一种转轴机构，可设置于框架中，其中转轴机构包含转轴、轴承、轴承座以及应变计。转轴用于接受作用力矩以绕轴向进行转动。轴承套接于转轴，以减低转轴绕轴向转动时的摩擦阻力。轴承座设置于框架和轴承之间，供容设并支撑轴承，其中轴承座具有本体部和悬臂部，悬臂部部分连接本体部以使悬臂部比本体部容易发生变形。应变计设置于悬臂部上。当作用力矩转动转轴时，作用力矩经由转轴和轴承传递，使轴承座抵接于框架，进而使悬臂部产生变形量，应变计量测该变形量。

于一实施例，本体部包含环体部及环壁部，其中环壁部及悬臂部沿环体部的圆周方向设置于环体部的同一侧且彼此相间隔，且应变计设置于悬臂部的内侧。其中，环壁部具有第一弧长，悬臂部具有第二弧长小于第一弧长。

于另一实施例，该本体部包含环体部及壁部，该环壁部及该悬臂部沿该本体部的圆周方向设置于该环体部的同一侧且彼此相间隔，环壁部具有第一圆心角，悬臂部具有第二圆心角，该第二圆心角小于第一圆心角，其中，该应变计设置于该悬臂部之内侧。

于一实施例，本体部为环本体，且环本体具有凹口，其中悬臂部设置于环本体的该凹口中以使悬臂部于该环本体的圆周方向与环本体相间隔。

于一实施例，轴承座为环体，且环体具有复数开口，其中复数开口沿环体的圆周方向设置并沿环体的轴向延伸以界定出悬臂部及本体部，且悬臂部于圆周方向上系藉由复数开口与本体部分隔。于一实施例，本体部具有第一圆心角，悬臂部具有第二圆心角，且第二圆心角小于第一圆心角。于另一实施例，本体部具有第一弧长，悬臂部具有第二弧长，且第二弧长小于第一弧长。

于一实施例，悬臂部的径向厚度小于本体部的径向厚度。

于一实施例，轴承座具有凹槽，且该凹槽至少部分形成于悬臂部的内侧，应变计设置于凹槽。

于另一实施例，本发明提供一种转轴机构，可设置于框架中，其中转轴机构包含转轴、轴承、轴承座以及应变计。转轴用于接受作用力矩以绕轴向进行转动。轴承套接于转轴，以减低转轴绕该轴向转动时的摩擦阻力。轴承座设置于框架和轴承之间，供容设并支撑轴承，其中轴承座包含第一环体部及第二环体部，且第二环体部沿第一环体部的径向可分离地套接于第一环体部的外侧。应变计设置于第一环体部上。当作用力矩转动转轴时，作用力矩经由转轴和轴承传递，使轴承座外侧抵接于框架，进而使第一环体部发生变形量，且应变计量测该变形量。

于一实施例，第一环体部为封闭环体，第二环体部开放环体，且轴承座更包含导引结构设置于第一环体部的外侧，且该导引结构还位于第二环体部的内侧，以导引第二环体部套接该第环体部。于一实施例，导引结构包含导槽及导块。

于一实施例，第一环体部具有第一薄化区，第二环体具有第二薄化区，其中当第二环体部套接于第一环体部时，第一薄化区与第二薄化区重叠，以使轴承座具有实质均匀的厚度。

于一实施例，第一环体部具有本体部及悬臂部，该悬臂部部分连接本体部使悬臂部比本体部容易发生变形，且应变计设置于悬臂部上。

于一实施例，第一环体部为封闭环体，且封闭环体具有复数开口，其中复数开口沿封闭环体的圆周方向设置并沿封闭环体的轴向延伸以界定出悬臂部及本体部，且悬臂部于该圆周方向上藉由复数开口与本体部分隔。于一实施例，本体部具有第一圆心角，悬臂部具有第二圆心角，且第二圆心角小于第一圆心角。于另一实施例，本体部具有第一弧长，悬臂部具有第二弧长，且第二弧长小于第一弧长。

于另一实施例，该悬臂部的径向厚度小于该本体部的径向厚度。

于一实施例，该第一环体部具有凹槽，该凹槽至少部分形成于该悬臂部的内侧，且该应变计设置于该凹槽。

于一实施例，第一环体部具有凹槽，其中凹槽设置于第一环体部的内侧并沿第一环体部的轴向延伸，且应变计设置于该凹槽。

于一实施例，转轴机构更包含限位件，其中限位件固定于转轴，以限制轴承沿轴向位移。

于一实施例，本发明的转轴机构更包含支撑壳，其中支撑壳环绕转轴并连接轴承座。于一实施例，还包含电路单元，设置于该支撑壳，该电路单元电性连接辅助动力源，该电路单元依据该应变计所量测的该变形量，来控制该辅助动力源。

于一实施例，电路单元位于转轴的上方，以减低环境水气累积于电路单元处。

于一实施例，本发明的转轴机构更包含复数磁环固定于转轴，其中复数磁环系用于量测转轴之转速及作用力矩之施力方向。于一实施例，本发明的转轴机构更包含一对踏板连接于转轴上，且使用者可向下踩踏该对踏板而施加作用力矩，其中应变计系设置于转轴的转动后方，用以侦测使用者向下踩踏该对踏板时所因应发生的变形量。

于一实施例，变形量包含悬臂部平行于转轴的径向方向的变形量及悬臂部平行于转轴的轴向方向的变形量。于一实施例，自轴承座中心朝向悬臂部定义受力方向，且变形量为轴承座沿受力方向运动而抵接于框架时，使悬臂部朝轴承座中心产生的变形量。

相较于现有技术，本发明的转轴机构藉由将应变计设置于轴承座上以直接测量轴承座的形变量而判断作用力矩的大小，并通过对轴承座结构的改良，将应变计设置于轴承座相对容易产生变形的部分，使得应变计测得的变形量更为准确。此外，当本发明中如上所述的转轴机构应用于电动助力自行车时，可依据应变计量测的变形量，有效控制电动助力自行车的辅助动力源提供辅助动力。

附图说明

图1A为本发明一实施例的转轴机构装设于电动助力自行车装置的示意图；

图1B为图1A中的转轴机构装设于电动助力自行车装置的框架的局部示意图；

图2为本发明一实施例的转轴机构的爆炸图；

图3A为本发明一实施例的轴承座的左视图；

图3B为本发明一实施例的轴承座的右视图；

图3C为本发明一实施例的轴承座的俯视图；

图4为本发明一实施例的应变计及轴承座的组装示意图；

图5为本发明一实施例的轴承座受力后作动的示意图；

图6A为本发明另一示实施例的轴承座组合前的示意图；

图6B为图6A中所示的轴承座组合后的示意图；

图6C为图6A所示的轴承座组合前的俯视图；

图6D为图6B所示的轴承座组合后的俯视图；

图7为图6A中所示的轴承座的第一环体部的左视图。

具体实施方式

本发明提供一种转轴机构，其可应用于部分由乘坐者人力驱动，且同时兼具有辅助动力源的交通工具，透过该转轴机构以量测乘坐者所施加的作用力矩大小，进而有效控制辅助动力源所输出的补助力大小。具体而言，于此所述的交通工具较佳可为例如：利用骑乘者踩踏踏板以产生部分动力，且同时具有补助动力源的自行车，其包含但不限于电动助力自行车等。以下将以本发明的转轴机构安装于电动助力自行车装置的实施例加以说明，但不以此为限。

图1A为本发明一实施例的转轴机构装设于电动助力自行车装置的示意图，且图1B为图1A的转轴机构装设于自行车装置的框架的局部示意图。如图1A及图1B所示，本发明的转轴机构10可应用于自行车装置，且较佳为应用于具有辅助动力源50的自行车装置1。本发明的转轴机构10应用于自行车装置1时，设置于自行车装置1的框架20中，亦即安装于自行车框架20的五通管22中，且转轴机构10的两端分别连接一组曲柄30及踏板32，其中链盘40一般设置于转轴机构10的右侧且在对应曲柄30的内侧，而链条42连接于链盘40及后轮的齿盘44之间。藉此设计，使用者向下踩踏该对踏板32时，可施加作用力矩于转轴机构10而产生动力。亦即，使用者向下踩踏该对踏板32时，会带动链盘40，而链盘40上的链条42受到后轮齿盘44的拘束会给予整个链盘40后拉的反作用力矩F。此反作用力矩F与使用者踩踏力呈正比关系，且可藉由反作用力矩F作用于转轴机构10来判断踩踏力大小，进而控制辅助动力源50。以下参考图式详细说明本发明的转轴机构10。

图2为本发明一实施例的转轴机构的爆炸图。如图2所示，转轴机构10包含转轴100、轴承200、轴承座300及应变计400。在此需注意，转轴机构10应用于自行车装置1时，对应于左/右脚轮流踩踏踏板32以施加作用力矩于转轴100，转轴100两侧分别设有对应的轴承200、轴承座300、350及应变计400。于后仅以单侧的组件进行说明，另一侧则具有类似的配置，不再赘述。此外，转轴机构10更包含用于连接、支撑或其它作用的组件，例如支撑壳500、套筒600、限位件700、磁环800及电路单元900等，于后进一步详述。

转轴100用于接受作用力矩以绕轴向A进行转动。亦即，转轴100的两端连接自行车装置1的曲柄30，且踏板32连接曲柄30，以供使用者踩踏进而通过曲柄30提供作用力矩于转轴100，而使得转轴100绕轴向A(即转轴100的长轴方向)进行转动。轴承200套接于转轴100，以减低转轴100绕轴向A转动时的摩擦阻力。轴承200可为任何现有的轴承装置，例如滚珠轴承、滚针轴承等，但不以此为限。于此实施例，左/右两侧各设置两个轴承200(例如滚珠轴承200a及滚针轴承200b)，其中两个轴承200沿轴向A并排设置。然而，依不同的设计需求，于其它实施例中，可将两个轴承200整合为单一轴承200，或设置两个以上的轴承200，不以实施例所示为限。

轴承座300、350设置于框架20和轴承200之间，供容设并支撑轴承200。左侧轴承座350及右侧轴承座300至少其中之一为具有本体部310和悬臂部320，其中悬臂部320部分连接本体部310，以使悬臂部320比本体部310容易发生变形，且应变计400设置于悬臂部320上。在此需注意，当应变计400仅设置于单一侧的轴承座时，应变计400较佳设置于与链盘40同侧的轴承座上，以利于应变计400量测对应于踩踏力的反作用力矩F造成的变形量。亦即，于此实施例，应变计400较佳设置右侧的轴承座300上，且右侧的轴承座300具有本体部310和悬臂部320，以使应变计400设置于悬臂部320并量测悬臂部320的变形量。在此需注意，于本实施例，左侧的轴承座350可为不具有悬臂部设计的轴承座。具体而言，轴承200及轴承座300为环状结构，轴承200套接于转轴100，而轴承座300亦套入转轴100并套接轴承200。当作用力矩使得转轴100转动时，作用力矩经由转轴100和轴承200传递，使轴承座300外侧抵接于框架20，进而使轴承座300的悬臂部320产生变形量，应变计400量测此变形量。

图3A为本发明一实施例的轴承座的左视图；图3B为本发明一实施例的轴承座的右视图；图3C为本发明一实施例的轴承座的俯视图。如图3A至图3C所示，轴承座300为环体形状，轴承200容设于环体的环心空间300A中。本体部310包含环体部312及环壁部314，其中环壁部314及悬臂部320沿环体部312的圆周方向设置于环体部312的同一侧且彼此相间隔，而应变计400设置于悬臂部320的内侧表面并面对环心空间300A(如图4所示)。于本实施例，环壁部314及悬臂部320实质自环体部312的同侧轴向延伸并于圆周方向为分离的部分环体，且环壁部314及悬臂部320的环外径较佳与环体部312的环外径相同，使得轴承座300具有实质平滑的外圆周表面。再者，环壁部314具有第一弧长，悬臂部320具有小于第一弧长的第二弧长。亦即，环壁部314环绕大部分的环体部312且环壁部314沿圆周方向两侧缘之间的长度为第一弧长，而悬臂部320环绕小部分的环体部312且悬臂部320沿圆周方向两侧缘之间的长度为第二弧长。从另一方面而言，对应于不同的弧长设计，环壁部314具有第一圆心角，而悬臂部320具有小于第一圆心角的第二圆心角。亦即，环壁部314沿圆周方向两侧缘相对于轴向上的环心所夹的角度为第一圆心角，而悬臂部320沿圆周方向两侧缘相对于环心所夹的角度为第二圆心角。

再者，悬臂部320仅藉由平行轴向的一侧端部连接环体部312，并使得悬臂部320于圆周方向两侧的侧缘与环壁部314的侧缘之间具有间隙301。在此需注意，于本实施例，悬臂部320与环壁部314于圆周方向两侧的间隙301较佳具有相同的宽度，但不以实施例所示为限。于另一实施例，依据实际需求，悬臂部320与环壁部314于圆周方向两侧的间隙301可具有不同的宽度。

再者，悬臂部320的径向厚度小于本体部310的径向厚度。具体而言，如图3C所示，环体部312、环壁部314及悬臂部320具有相同的环外径Ro，但是悬臂部320的环内径Ri1大于环体部312及环壁部314的环内径Ri2(即Ri1>Ri2)，使得悬臂部320的径向厚度D1(＝Ro-Ri1)小于本体部310的径向厚度D2(＝Ro-Ri2)，亦即D1<D2。藉此设计，使得悬臂部320具有相对较薄的厚度且悬臂部320仅部分连接本体部310，进而使得悬臂部320比本体部310容易发生变形，亦即对应于作用力矩悬臂部320所发生的变形量会较为显著，以利于应变计400的量测。

此外，于较佳实施例中，如图3A所示，轴承座300具有凹槽324，且凹槽324至少部分形成于悬臂部320的内侧，而应变计400设置于凹槽324。具体而言，凹槽324较佳为自轴承座300内侧表面凹陷并轴向延伸连通轴承座300的相对两侧环面，且凹槽324至少部分位于悬臂部320。换言之，凹槽324的槽开口朝向环心空间300A，且凹槽324较佳自悬臂部320未连接(或远离)本体部310的一端沿轴向延伸至本体部310未连接(或远离)悬臂部320的另一端。亦即，凹槽324延伸于轴承座300的整个轴向长度。本发明一较佳实施例中可藉由凹槽324延伸于轴承座300的整个轴向长度的设计，使得悬臂部320于设置应变计400的位置具有更薄化的径向厚度，进一步增进悬臂部320的变形效应。在此需注意，依据实际需求，凹槽324的设置不以实施例所示为限，亦即于其它实施例中，凹槽324可仅形成于悬臂部320或并未连通轴承座300的相对环面。

再者，本体部310可进一步包含延伸壁部316，其中延伸壁部316自环壁部314的端部进一步向外轴向延伸。于此实施例，延伸壁部316的弧长小于环壁部314的弧长。再者，延伸壁部316的外径较佳与环壁部314的外径相同，且延伸壁部316的内径大于环壁部314的内径，使得延伸壁部316与环壁部314具有实质平滑连续的外表面，且延伸壁部316的径向厚度小于环壁部314的径向厚度。在此需注意，于其它实施例中，延伸壁部316可具有与环壁部314相同的径向厚度或相同的弧长。此外，于本实施例，环壁部314及悬臂部320沿轴向延伸出的端部较佳为实质齐平，而延伸壁部316自环壁部314的端部延伸超过悬臂部320的端部表面。在此需注意，于其它实施例中，环壁部314及悬臂部320沿轴向延伸出的端部亦可为非齐平，而延伸壁部316可自环壁部314的端部延伸超过悬臂部320的端部表面或与悬臂部320的端部齐平。

由另一观点而言，如图3A所示，环体部312及环壁部314所构成的本体部310可视为具有凹口302的环本体，而悬臂部320设置于环本体的凹口302中以使悬臂部320于环本体的圆周方向与环本体相间隔。换言之，凹口302为环壁部314沿圆周方向的两侧缘及环体部312未设置环壁部314的部分端面所界定，而悬臂部320设置于凹口302中并藉由沿轴向的一侧端部连接环体部312于上述的部分端面，以使得悬臂部320及环壁部314沿圆周方向的两侧缘之间具有间隙301。

此外，由又另一观点而言，如图3A所示，轴承座300可视为一体的环体形状，并具有复数开口(例如间隙301)，其中复数开口沿环体的圆周方向设置并沿环体的轴向延伸以界定出悬臂部320及本体部310，使得悬臂部320于圆周方向上藉由复数开口与本体部310分隔。举例而言，轴承座300可藉由两个开口分隔出弧长/圆心角不同的悬臂部320及本体部310，其中悬臂部320仅藉由根部与本体部310连接，而悬臂部320相对于根部的其余部分则不与本体部310连接。如上所述，本体部310的弧长或圆心角大于悬臂部320的弧长或圆心角，以使得该悬臂部320比本体部310容易发生变形。在此需注意，悬臂部320的径向厚度较佳小于本体部310的径向厚度，亦即开口所包围的悬臂部320的部分较佳具有小于本体部310的径向厚度。

再者，如图4所示，应变计400包含感测本体410及连接感测本体410的讯号线420。应变计400可为任何适当的现有应变计，其一般由绝缘基片与金属敏感栅组成。应变计400的感测本体410可藉由黏着剂(例如502胶水)固着在悬臂部320上，尤其是固定于悬臂部320的凹槽324中。当悬臂部320产生变形时，敏感栅也随之变形，因此敏感栅的电阻值会产生相应的变化。通过惠斯通电桥可以测量到此阻值变化量，再藉由应变计生产时标明的应变计系数可将测量得到的电阻变化量转换成实际应变值，以决定悬臂部320的变形量。

在此需注意，当转轴机构10设置于自行车框架20时，对应于踩踏力的施力方向，应变计400较佳设置于转轴100的转动后方，用以侦测使用者向下踩踏踏板32时所因应发生的变形量。亦即，装设转轴机构10时，以轴承座300的悬臂部320位于转轴100接近后轮的方式装设于框架20之五通管22中。在此需注意，应变计400所量测的变形量包含悬臂部320平行于转轴100的径向方向的变形量以及悬臂部320平行于转轴100的轴向方向的变形量。

再者，如图2所示，转轴机构10的限位件700固定于转轴100，以配合轴承座300限制轴承200沿轴向A的位移。具体而言，限位件700可为套设于转轴100的C型环，以将轴承200限制在限位件700的内侧，进而有效限制轴承200的轴向位移。此外，转轴100对应于限位件700设置的位置可具有卡槽102，以利于作为限位件700的C型环卡固在转轴100上，进一步加强限位件700的限位效果。

此外，如图2及图3A所示，轴承座300更具有第一连接部330，自远离悬臂部320的一端沿轴向A突出，用以连接转轴机构10的支撑壳500。支撑壳500系环绕转轴100，并具有第二连接部530连接轴承座300的第一连接部330，以支撑转轴100进行转动。于此实施例，支撑壳500为套筒形式，且其两端具有复数凹槽作为第二连接部530分别对应轴承座300突舌形式的第一连接部330，以连接左/右侧的轴承座350、300。亦即，轴承座300突舌形式的第一连接部330沿轴向A伸入支撑壳500的凹槽形式的第二连接部530，以使轴承座300连接支撑壳500。此外，第一连接部330及第二连接部530可分别具有对应的螺孔，进一步藉由螺丝锁固轴承座300及支撑壳500。

再者，如图2所示，支撑壳500具有容置部510，供设置电路单元900，并藉由壳盖520覆盖保护电路单元900，其中电路单元900电性连接自行车装置1的辅助动力源50及应变计400。电路单元900可依据上述应变计400所量测的变形量，来控制辅助动力源50(显示于图1A)。如图1B及图2所示，容置部510支撑壳500上具有唇边之开口形式，电路单元900设置于开口位置时由唇边所支撑，壳盖520则覆盖于电路单元900上并较佳与支撑壳500结合成一体形式。电路单元900设置于支撑壳500时，较佳位于转轴100的上方，以减低环境水气累积于电路单元900处。

再者，如图2所示，复数磁环800固定于转轴100，以分别用于量测转轴100的转速及作用力矩的施力方向。具体而言，于此实施例，两个磁环800例如黏着、焊接或卡固等方式固定于转轴100，以配合传感器(未图示)分别用于量测转轴100的转速及作用力矩的施力方向。举例而言，量测作用力矩施力方向的磁环800可为仅具有两个磁极区的磁环(例如N极、S极占据各半的环体)，以使传感器藉由磁极区的转变来判断为左脚或右脚施加踩踏的作用力矩。量测转轴100转速的磁环800可为具有多个磁极区的磁环(例如环体平均划分成4个磁极区，N极、S极各占据2个磁极区)，以使传感器藉由磁极区的转变速度来量测转轴100的转速。

此外，如图2所示，转轴机构10的套筒600套接于轴承座300并用以与自行车框架20的五通管22结合。左/右两侧的套筒600的表面可具有螺纹，以使转轴机构10固定于自行车框架20的五通管22中。作用力矩转动转轴100时，因转轴机构10藉由套筒600与自行车框架20连结，而使轴承座300透过套筒600抵接于自行车框架20，进而可促进作用力矩经由转轴100和轴承200传递，使应变计400量测到轴承座300的悬臂部320发生的变形量。如图5所示，当使用者以顺时针方向踩踏踏板32以施加作用力矩作用于转轴100时，带动链盘40和链条42，此时链条42提供反作用力F给转轴100，使转轴100会带动轴承200去推动轴承座300，使得轴承座300沿受力方向P移动并透过套筒600抵接于框架20，进而使悬臂部320发生变形并可藉由应变计400量测此变形量。电路单元900连接应变计400的讯号线420以接收所量测的变形量，进而依据测得的变形量控制辅助动力源50，以提供自行车使用者辅助动力减轻骑乘负担。

此外，于其它实施例中，轴承座可以设计为分离式的部件，以增进在三维空间中一个方向上的位移，进而强化轴承座的悬臂部的变形量。图6A为本发明另一示实施例的轴承座组合前的示意图；图6B为图6A中所示的轴承座组合后的示意图；图6C为图6A所示的轴承座组合前的俯视图；图6D为图6B所示的轴承座组合后的俯视图。如图6A至图6D所示，于本实施例中，轴承座1000包含第一环体部1100及第二环体部1200，其中第二环体部1200沿第一环体部1100的径向可分离地套接于第一环体部1100的外侧。亦即，于此实施例，轴承座1000设计为两个可分离套接的部件，以增进轴承座1000的可制造性及加强轴承座变形量发生的显著性。具体而言，当第二环体部1200沿第一环体部1100的径向可分离地套接于第一环体部1100的外侧时，可使得作为内环的第一环体部1100在三维空间的一个方向(例如套接方向的相对径向)上进行位移，以强化轴承座1000的变形量。亦即，当作用力矩转动转轴100时，作用力矩经由转轴100和轴承200传递，使轴承座1000外侧抵接于框架20，进而使第一环体部1100相对于第二环体部1200朝框架20方向位移而发生变形量。因此，于此实施例，应变计400较佳设置于第一环体部1100上，以量测第一环体部1100的变形量。

如图6A所示，第一环体部1100较佳为封闭环体，而第二环体部1200为开放环体，且轴承座1000更包含导引结构1001设置于第一环体部1100的外侧及第二环体部1200的内侧，以导引第二环体部1200套接第一环体部1100。具体而言，导引结构1001包含设置于第一环体部1100的外侧的导块1010以及设置于第二环体部1200的内侧的导槽1020。当第二环体部1200沿第一环体1100的径向套接第一环体部1100时，导槽1020沿着导块1010相对移动，以定位第二环体部1200套接第一环体部1100的相对位置。在此需注意，导块1010及导槽1020的设置位置可以互换，不限于本实施例所示。亦即，于另一实施例，导槽可设置于第一环体部1100的外侧，而导块可设置于第二环体部1200的内侧，同样可导引第二环体部1200套接于第一环体部1100的外侧。于一实施例，第一环体部1100较佳具有小于或等于第二环体部1200的轴向长度，使得第二环体部1200套接于第一环体部1100时，第二环体部1200轴向上的一端与第一环体部1100齐平，而另一端亦与第一环体部1100齐平或轴向突出于第一环体部1100。

再者，如图6C及图6D所示，第一环体部1100较佳具有第一薄化区1110，而第二环体1200具有第二薄化区1210。当第二环体部1200套接于第一环体部1100时，以使轴承座1000具有实质均匀的厚度。具体而言，第一薄化区1110及第二薄化区1200设计为使得第二环体部1200套接于第一环体部1100后，第二环体部1200与第一环体部1100组合后的整体结构具有实质相同的径向厚度，且此径向厚度与第一环体部1100未被第二环体部1200覆盖之部分的径向厚度相当。亦即，第二环体部1200套接于第一环体部1100所形成的轴承座1000的外型类似于图3A的轴承座300。在此需注意，导引结构1001较佳设置于沿径向两侧的薄化区；亦即，导块1020设置于第一环体部1100的第一薄化区1110的外侧，而导槽1020设置于第二环体部1200的第二薄化区1210的内侧。

图7为图6A中所示的轴承座的第一环体部的左视图，请同时参照图6A及图7，第一环体部1100进一步具有本体部1120及悬臂部1130，其中悬臂部1130部分连接本体部1120使悬臂部1130比本体部1120容易发生变形，且应变计400设置于悬臂部1130上。类似于本发明前述实施例中轴承座300的设计，第一环体部1100为具有复数开口1101的封闭环体，其中复数开口1101沿封闭环体的圆周方向设置并沿封闭环体的轴向延伸以界定出悬臂部1130及本体部1120，且悬臂部1130于圆周方向上藉由复数开口1101与本体部1120分隔。具体而言，复数开口1101将第一环体部1100分隔为具有不同圆心角或弧长的本体部1120及悬臂部1130，其中悬臂部1130的圆心角或弧长小于本体部1120的圆心角或弧长，以使得悬臂部1130比主体部1120容易发生变形。在此需注意，当第二环体部1200套接于第一环体部1100时，第二环体部1200仅套接于第一环体部1100的主体部1120而不接触悬臂部1130，以使得第一环体部1100朝框架20方向位移而抵接于框架20时，悬臂部1130具有较显著的变形量。

类似于本发明前述实施例中轴承座300的设计，本实施例中的第一环体部1100较佳具有凹槽1140，其中凹槽1140设置于第一环体部1100的内侧并沿第一环体部1100的轴向延伸，且应变计400设置于凹槽1140。具体而言，当第一环体部1100具有悬臂部1130的设计时，凹槽1140至少部分设置于悬臂部1130，以进一步薄化悬臂部1130进而强化悬臂部1130的变形量，增进应变计400的量测效应。在此需注意，当轴承座设计为无悬臂部的可分离部件时，凹槽1140可设置于第一环体部1100未被第二环体部1200套接的任何适当位置，以薄化设置应变计400的部位，并配合第一环体部1100可相对于第二环体部1200朝框架20位移，亦可达到强化第一环体部1100的变形量。

由另一观点而言，如图7所示，第一环体部1100的本体部1120亦可视为包含环体部1122及环壁部1124，其中环壁部1124及悬臂部1130沿环体部1122的圆周方向设置于环体部1122的同一侧且彼此相间隔。亦即，由环体部1122及环壁部1124所构成的本体部1120可具有类似于图3A的轴承座300的本体部310的结构设计，但是由于第一环体部1100的薄化区1110设计，部分环壁部1124之径向厚度小于悬臂部1130的径向厚度，其余类似结构于此不再赘述。再者，于又另一观点而言，由环体部1122及环壁部1124所构成的本体部1120可视为具有凹口1102的环本体，而悬臂部1130设置于环本体的凹口1102中以使悬臂部1130于环本体的圆周方向与环本体相间隔。换言之，凹口1102为环壁部1124沿圆周方向的两侧缘及环体部1122未设置环壁部1124的部分端面所界定，而悬臂部1130设置于凹口1102中并藉由沿轴向的一侧端部连接环体部1122于上述的部分端面，以使得悬臂部1130及环壁部1124沿圆周方向的两侧缘之间具有间隙(例如1101)。

在此需注意，轴承座1000用于和支撑壳500连接的第一连接部1230较佳设置于第二环体部1200。除此之外，应变计400设置于轴承座1000的相对位置可参考本发明的前述实施例中有关图4所示的应变计及轴承座的组装结构的说明，且轴承座1000与转轴机构的其它组件(例如转轴100、轴承200、支撑壳500、套筒600、限位件700等)的连接关系及作用可参考本发明的前述实施例中有关图2所示的转轴机构的说明，于此不再赘述。

相较于现有技术，本发明的转轴机构藉由轴承座的悬臂部或轴承座的可分离式设计，使得应变计设置于轴承座相对较容易变形的部分进而直接量测轴承座产生的变形量，以得到更精确的量测。本发明的转轴机构应用于动力装置，可精确量测作用力矩的大小，进而有效控制辅助动力源输出，以满足使用者需求。

本发明已由上述实施例加以描述，然而上述实施例仅为例示目的而非用于限制。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (28)

1.一种转轴机构，可设置于框架中，该转轴机构包含：

转轴，用于接受作用力矩以绕轴向进行转动；

轴承，其套接于该转轴，以减低该转轴绕该轴向转动时的摩擦阻力；

轴承座，其设置于该框架和该轴承之间，供容设并支撑该轴承，该轴承座具有本体部和悬臂部，该悬臂部部分连接该本体部以使该悬臂部比该本体部容易发生变形，该本体部包含环体部及环壁部，该悬臂部通过平行该轴向的一侧端部连接该环体部，并使得该悬臂部于该环体部的圆周方向两侧的侧缘与该环壁部的侧缘之间具有间隙；以及

应变计，设置于该悬臂部上；

其中当该作用力矩转动该转轴时，该作用力矩经由该转轴和该轴承传递，使该轴承座抵接于该框架，进而使该悬臂部产生变形量，该应变计量测该变形量。

2.如权利要求1所述的转轴机构，其特征在于，该环壁部及该悬臂部沿该环体部的该圆周方向设置于该环体部的同一侧且彼此相间隔，该环壁部具有第一弧长，该悬臂部具有第二弧长，该第二弧长小于该第一弧长，其中该应变计设置于该悬臂部的内侧。

3.如权利要求1所述的转轴机构，其特征在于，该环壁部及该悬臂部沿该本体部的该圆周方向设置于该环体部的同一侧且彼此相间隔，该环壁部具有第一圆心角，该悬臂部具有第二圆心角，该第二圆心角小于该第一圆心角，其中，该应变计设置于该悬臂部的内侧。

4.如权利要求1所述的转轴机构，其特征在于，该本体部为环本体，该环本体具有凹口，该悬臂部设置于该环本体的该凹口中以使该悬臂部于该环本体的圆周方向与该环本体相间隔。

5.如权利要求1所述的转轴机构，其特征在于，该轴承座为环体，该环体具有复数开口，该复数开口沿该环体的圆周方向设置并沿该环体的轴向延伸以界定出该悬臂部及该本体部，该悬臂部于该圆周方向上藉由该复数开口与该本体部分隔。

6.如权利要求5所述的转轴机构，其特征在于，该本体部具有第一圆心角，该悬臂部具有第二圆心角，该第二圆心角小于该第一圆心角。

7.如权利要求5所述的转轴机构，其特征在于，该本体部具有第一弧长，该悬臂部具有一第二弧长，该第二弧长小于该第一弧长。

8.如权利要求5所述的转轴机构，其特征在于，该悬臂部的径向厚度小于该本体部的径向厚度。

9.如权利要求1所述的转轴机构，其特征在于，该轴承座具有凹槽，该凹槽至少部分形成于该悬臂部的内侧，且该应变计设置于该凹槽。

10.一种转轴机构，可设置于框架中，该转轴机构包含：

转轴，用于接受作用力矩以绕轴向进行转动；

轴承，其套接于该转轴，以减低该转轴绕该轴向转动时的摩擦阻力；

轴承座，其设置于该框架和该轴承之间，供容设并支撑该轴承，该轴承座包含第一环体部及第二环体部，该第二环体部沿该第一环体部的径向可分离地套接于该第一环体部的外侧；以及

应变计，设置于该第一环体部上；

其中当该作用力矩转动该转轴时，该作用力矩经由该转轴和该轴承传递，使该轴承座外侧抵接于该框架，进而使该第一环体部发生变形量，该应变计量测该变形量。

11.如权利要求10所述的转轴机构，其特征在于，该第一环体部为封闭环体，该第二环体部为开放环体，且该轴承座更包含导引结构，该导引结构设置于该第一环体部的外侧，且该导引结构还位于该第二环体部的内侧，以导引该第二环体部套接该第一环体部。

12.如权利要求11所述的转轴机构，其特征在于，该导引结构包含导槽及导块。

13.如权利要求10所述的转轴机构，其特征在于，该第一环体部具有第一薄化区，该第二环体具有第二薄化区，当该第二环体部套接于该第一环体部时，该第一薄化区与该第二薄化区重叠，以使该轴承座具有实质均匀的厚度。

14.如权利要求10所述的转轴机构，其特征在于，该第一环体部具有本体部及悬臂部，该悬臂部部分连接该本体部以使该悬臂部比该本体部容易发生变形，且该应变计设置于该悬臂部上。

15.如权利要求14所述的转轴机构，其特征在于，该第一环体部为封闭环体，该封闭环体具有复数开口，该复数开口沿该封闭环体的圆周方向设置并沿该封闭环体的轴向延伸以界定出该悬臂部及该本体部，该悬臂部于该圆周方向上藉由该复数开口与该本体部分隔。

16.如权利要求15所述的转轴机构，其特征在于，该本体部具有第一圆心角，该悬臂部具有第二圆心角，该第二圆心角小于该第一圆心角。

17.如权利要求15所述的转轴机构，其特征在于，该本体部具有第一弧长，该悬臂部具有第二弧长，该第二弧长小于该第一弧长。

18.如权利要求15所述的转轴机构，其特征在于，该悬臂部的径向厚度小于该本体部的径向厚度。

19.如权利要求14所述的转轴机构，其特征在于，该第一环体部具有凹槽，该凹槽至少部分形成于该悬臂部的内侧，且该应变计设置于该凹槽。

20.如权利要求16所述的转轴机构，其特征在于，该第一环体部具有凹槽，该凹槽设置于该第一环体部的内侧并沿该第一环体部的轴向延伸，且该应变计设置于该凹槽。

21.如权利要求1或10所述的转轴机构，其特征在于，该转轴机构还包含限位件，该限位件固定于该转轴，以限制该轴承沿轴向位移。

22.如权利要求1或10所述的转轴机构，其特征在于，还包含支撑壳，该支撑壳环绕该转轴并连接该轴承座。

23.如权利要求22所述的转轴机构，其特征在于，还包含电路单元，设置于该支撑壳，该电路单元电性连接辅助动力源，该电路单元依据该应变计所量测的该变形量，来控制该辅助动力源。

24.如权利要求23所述的转轴机构，其特征在于，该电路单元位于该转轴的上方，以减低环境水气累积于该电路单元处。

25.如权利要求1或10所述的转轴机构，其特征在于，还包含复数磁环，该复数磁环固定于该转轴，用于量测该转轴的转速及该作用力矩的施力方向。

26.如权利要求1或10所述的转轴机构，其特征在于，还包含一对踏板，该对踏板连接于该转轴上，使用者可向下踩踏该对踏板而施加该作用力矩，其中该应变计设置于该转轴受力方向的反方向上，用以侦测该使用者向下踩踏该对踏板时所因应发生的该变形量。

27.如权利要求1或14所述的转轴机构，其特征在于，该变形量包含该悬臂部平行于该转轴的径向方向的变形量及该悬臂部平行于该转轴的轴向方向的变形量。

28.如权利要求1或14所述的转轴机构，其特征在于，自该轴承座中心朝向该悬臂部定义受力方向，且该变形量为该轴承座沿该受力方向运动而抵接于该框架时，使该悬臂部朝该轴承座中心产生的变形量。