CN106515986B - 动力传递装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动力传递装置及车辆，包含中轴、驱动盘、第一与第二从动盘、感测装置及弹性元件；驱动盘包含第一卡块，第一卡块具有驱动面；第一从动盘包含第二面及第二卡块，第二卡块具有被动面；弹性元件受压迫而提供第一从动盘朝驱动盘的回复力；驱动面及被动面抵触产生的作用力同时在中轴旋转的切线方向及中轴轴向上具有分量；当中轴未带动驱动盘旋转时，回复力使第一从动盘抵接于驱动盘，使感测装置与第二面间具有第一间距；当中轴带动驱动盘旋转时，驱动面压迫被动面相应旋转并同时沿中轴轴向滑动远离驱动盘而朝第二从动盘移动，感测装置与第二面间具有第二间距，且第二从动盘受第一从动盘带动而旋转，第二从动盘旋转进而驱动车轮转动。

Description

动力传递装置及车辆

技术领域

本发明提供一种动力传递装置及车辆；特别是一种可使用于人力驱动车辆的动力传递装置及车辆。

背景技术

长久以来，自行车及三轮车等各式人力驱动车辆一直广为使用于世界各地的交通运输系统中。除此之外，人力驱动车辆亦大量被使用于休闲娱乐及运动竞技的用途中。然而在特定用途的人力驱动车辆上，为弥补人力的不足，可视情况加装辅助动力，以提供额外的驱动力，节省人力的花费。

以传统的自行车为例，为了更适合运输用途或符合特定族群的使用需求，可在自行车上加设电池及电力马达，以提供额外的辅助动力。然而为兼顾来自于人力的动力及辅助动力的平衡，避免过于依赖辅助动力而成为完全的动力车辆，在进行设计时必需考虑辅助动力对于车辆驱动时提供辅助的时机以及提供辅助动力的大小。

在传统的设计中，可以人力踩踏的转速、坡度、速度等因素来综合判断辅助动力介入的时机及量值的大小。此外，亦有设计在传动机构中加设扭力判断机制，以判断当下人力踩踏产生的扭力，以判断辅助动力介入的时机及量值。然而在传统的扭力判断机制中，往往需在实际的动力传输流之外另外加设分支的机构，来达成扭力判断的目的。此类设计往往造成动力的损耗，或者是与实际的扭力有所出入，而不够准确。

发明内容

本发明的目的在于提供动力传递装置及车辆，以解决上述问题。

为了达到上述目的，第一方面，本发明提供一种动力传递装置，用于人力驱动车辆，用以带动车轮，该动力传递装置包含：中轴、驱动盘、第一从动盘、感测装置、第二从动盘以及弹性元件。驱动盘与该中轴轴向垂直地设置于该中轴上，并随该中轴转动；其中，该驱动盘包含第一面及至少一个第一卡块，该至少一个第一卡块设置于该第一面上，每一第一卡块具有驱动面。第一从动盘可相对于该中轴轴向移动地套合于该中轴上；其中，该第一从动盘包含第二面以及至少一个第二卡块，第二面与该第一面相对，至少一个第二卡块设置于该第二面上，每一第二卡块具有被动面，该被动面与该驱动面至少部分相对。感测装置设置于邻近该第一从动盘处，该感测装置感测该第二面沿该中轴轴向上的移动距离。第二从动盘套合于该中轴上且位于该第一从动盘相反于该驱动盘的一侧，并受该第一从动盘带动而旋转，该第二从动盘在该中轴轴向上相对于该中轴位置固定，并耦合于该车轮。弹性元件设置于该第一从动盘及该第二从动盘之间，该弹性元件受压迫而提供该第一从动盘朝该驱动盘的回复力。其中，该驱动面及该被动面抵触产生的作用力同时在该中轴旋转的切线方向及该中轴轴向上具有分量；当该中轴未带动该驱动盘旋转时，该回复力使该第一从动盘抵接于该驱动盘，使该感测装置与该第二面之间具有第一间距；当该中轴带动该驱动盘旋转时，该驱动面压迫该被动面相应旋转并同时沿该中轴轴向滑动远离该驱动盘而朝该第二从动盘移动，该感测装置与该第二面之间具有第二间距，该第一间距异于该第二间距，且该第二从动盘受该第一从动盘带动而旋转，该第二从动盘旋转进而驱动该车轮转动。

第二方面，本发明提供一种动力传递装置，用以带动车轮，包含：中轴、驱动盘、第一从动盘、感测装置、第二从动盘以及弹性元件。该中轴轴向沿着X轴延伸，该中轴可绕着该X轴转动。驱动盘设置于该中轴上，并可随该中轴转动而绕着该X轴转动，该驱动盘具有第一面及至少一个第一卡块，该至少一个第一卡块设置于该第一面上，该第一面平行于Y轴与Z轴形成的平面，该X轴、该Y轴与该Z轴彼此相互垂直，该第一卡块具有驱动面。第一从动盘套合于该中轴上，该第一从动盘可沿着该X轴方向相对于该中轴移动；其中，该第一从动盘具有第二面及至少一个第二卡块，该至少一个第二卡块设置于该第二面上，该第二面平行于该Y轴与该Z轴形成的平面，且该第二面与该第一面相对，该第二卡块具有被动面，该被动面与该驱动面至少部分抵触。感测装置设置于邻近该第一从动盘处，该感测装置感测该第一从动盘沿该X轴方向上的移动距离。第二从动盘套合于该中轴上且位于该第一从动盘相反于该驱动盘的一侧，并受该第一从动盘带动而旋转；其中，该第二从动盘在该X轴方向上相对于该中轴位置固定，并耦合于该车轮。弹性元件设置于该第一从动盘及该第二从动盘之间；当该第一从动盘在该X轴方向朝该第二从动盘移动时，该弹性元件受压迫而提供该第一从动盘在该X轴方向朝该驱动盘的回复力。其中，当该中轴未带动该驱动盘旋转时，该回复力使该第一从动盘抵接于该驱动盘上，该感测装置与该第一从动盘间具有第一间距；其中，当该中轴带动该驱动盘旋转时，该驱动面压迫该被动面相应旋转，该驱动面及该被动面抵触产生的作用力在该X轴方向上具有X轴分量力，该X轴分量力克服该回复力，使该第一从动盘沿该X轴方向滑动远离该驱动盘而朝该第二从动盘移动，使该感测装置与该第一从动盘间具有第二间距，该第一间距异于该第二间距，且该第二从动盘受该第一从动盘带动而旋转，该第二从动盘旋转进而驱动该车轮转动。

第三方面，本发明提供一种车辆，该车辆包含上述第一方面或第二方面所述的动力传递装置。

与现有技术相比，本发明提供的动力传递装置包含有中轴、驱动盘、第一从动盘及感测装置，驱动盘与中轴轴向垂直地设置于中轴上并随中轴转动，驱动盘包含第一面及设置于第一面上的至少一个第一卡块，第一卡块具有驱动面，第一从动盘可相对于中轴轴向移动地套合于中轴上，第一从动盘包含与第一面相对的第二面以及设置于第二面上的第二卡块，第二卡块具有与驱动面至少部分相对的被动面，感测装置设置于邻近第一从动盘处，并感测第一从动盘沿中轴轴向上的移动距离，驱动面及被动面抵触产生的作用力同时在中轴旋转的切线方向及中轴轴向上具有分量；当中轴未带动驱动盘旋转时，感测装置与第二面之间具有第一间距；而当中轴带动驱动盘旋转时，驱动面压迫被动面相应旋转并同时沿中轴轴向滑动远离驱动盘。此时感测装置与第二面之间具有第二间距，第一间距与第二间距相异；当感测装置测得与第一间距相异的第二间距时，即可据以计算中轴当下承受的扭力值、相应的输出电压或其他物理量，根据所计算得到的扭力值、相应的输出电压或上述的其他物理量，即可判断是否提供辅助动力经由中轴或不经由中轴提供给自行车，对扭力的量测将更为准确，且会降低能量的耗损。

附图说明

图1为使用本发明动力传递装置的人力自行车实施例示意图；

图2A及图2B为本发明动力传递装置的实施例元件爆炸图；

图3A及图3B为中轴未带动驱动盘进行旋转前的实施例示意图；

图4A及图4B为中轴带动驱动盘进行旋转后的实施例示意图；

图5为本发明动力传递装置的另一实施例元件爆炸图；

图6A及图6B为动力传递装置具有第二从动盘的实施例元件爆炸图；

图6C为滚珠部分容纳于凹穴内的局部放大示意图；

图7A及图7B分别为中轴未带动驱动盘进行旋转前及带动驱动盘进行旋转后的示意图；

图8A及图8B所示为动力传递装置具有滚珠的实施例元件爆图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

本发明提供一种动力传递装置。在较佳实施例中，本发明的动力传递装置用于车辆上，特别是人力驱动的车辆，例如动力辅助的人力自行车、人力三轮车以及其他需要动力辅助的人力车辆。

图1为使用本发明动力传递装置的人力自行车实施例示意图。如图1所示，动力传递装置10可使用于动力辅助的人力自行车上，并设置于车架五通20内。动力传递装置10具有外壳体11及中轴100，中轴100设置于外壳体11内，且两端较佳可各自分别连接曲柄101，而曲柄101再连接踏板102，以供使用者踩踏，而经由与动力传递装置10连接的齿盘50而驱动自行车的车轮30。然而在不同实施例中，动力传递装置10亦可经由齿轮组及螺杆来驱动车轮30，或以其他方式来驱动车轮30。此外，齿盘50亦可与动力源(图未示)连接，以受动力源驱动而转动，以带动自行车的车轮30转动。动力源较佳为电动马达，但不限于此。动力源可以齿轮组、皮带、链条、螺杆、其他机构或上述的组合将动力传递至齿盘50或直接传递至车轮30上。

图2A及图2B为本发明动力传递装置的实施例元件爆炸图。在图2A及图2B所示的实施例中，除了中轴100之外，动力传递装置10包含有驱动盘300、第一从动盘500及感测装置700。中轴100的轴向的延伸方向标示为X轴，而中轴100本身可绕X轴而以旋转方向R转动。驱动盘300设置于中轴100上，且较佳与中轴100的轴向垂直。在较佳实施例中，驱动盘300的中心可具有孔洞301供中轴100穿过，且中轴100会与孔洞301内壁卡合，使驱动盘300可随中轴100绕着X轴同步转动。另如图2A及图2B所示，驱动盘300上具有第一面310。第一面310较佳的垂直于中轴100，而前述的孔洞301可形成于第一面310的中心位置。此外，图2A及图2B上另标示有Y轴与Z轴，X轴、Y轴与Z轴彼此互相垂直，而第一面310较佳为平行于Y轴与Z轴所形成的平面；换言之，当驱动盘300相对于X轴旋转时，第一面310的旋转面平行于Y轴与Z轴所形成的平面。

此外，第一面310上设置有至少一个第一卡块330。第一卡块330的数量可以为多个；例如在图2A及图2B所示实施例中，第一面310上设有三个第一卡块330，且彼此均以中轴100为中心而呈环形排列于第一面310上。换言之，每一第一卡块330与中轴100的距离均相等，但并不以此为限。第一卡块330上具有驱动面331。如图2A及图2B所示，驱动面331较佳的横切于中轴100旋转的方向；换言之，驱动面331直立于第一面310上，且在驱动面331所在位置的旋转切线方向穿过驱动面331。驱动面331与第一面310之间的夹角较佳的为大于90度的钝角θ1，但两者亦可垂直。

第一从动盘500套合于中轴100上，并可相对于中轴100进行轴向移动。如图2A及图2B所示，第一从动盘500较佳在中央具有孔洞501，孔洞501供中轴100穿过，藉此第一从动盘500可沿着X轴方向相对于中轴100进行轴向移动。第一从动盘500较佳亦垂直于中轴100，并平行于驱动盘300。由于驱动盘300固定于中轴100上，因此当第一从动盘500沿着X轴方向相对于中轴100移动时，即同时相对于驱动盘300接近或远离。第一从动盘500上具有第二面510与第一面310相对。第二面510较佳垂直于中轴100，而前述的孔洞501可形成于第二面510的中央位置。

第二面510上设置有至少一个第二卡块530，每一第二卡块530与一第一卡块330相对应。第二卡块530的数量可以为多个；例如在图2A及图2B所示实施例中，第二面510上设有三个第二卡块530，且彼此均以中轴100为中心而呈环形排列于第二面510上。换言之，每一第二卡块530与中轴100的距离均相等，但并不以此为限。第一卡块330嵌合于相邻的两个第二卡块530之间；相对地，第二卡块530亦嵌合于相邻的两个第一卡块330之间。藉由此设置，可进一步减少动力传导上的损失，并使中轴100旋转时产生的扭力更均匀地分布于驱动盘300及第一从动盘500上。

第二卡块530上具有被动面531，被动面531与所对应的第一卡块330上的驱动面331相对，且被动面531与驱动面331两者至少部分直接或间接相抵触。当驱动盘300随着中轴100转动时，第一卡块330即会藉由驱动面331及被动面531的直接或间接接触而带动第二卡块530移动，进而促使第一从动盘500相应(1)循着R方向绕着X轴旋转，且(2)朝负X轴方向移动而远离驱动盘300一段距离。被动面531较佳为横切于中轴100旋转的方向R；如图2A及图2B所示，代表旋转方向R的箭头弧线会被被动面531的延伸平面所截断。从另一个角度来看，被动面531直立于第二面510上，如图2A及图2B所示，旋转方向R在通过被动面531的位置处具有切线方向C，且切线方向C会穿过被动面531。被动面531与第二面510之间的夹角较佳的为大于90度的钝角θ2，但两者亦可垂直。此外，被动面531较佳与所对应的驱动面331平行，但不以此为限。

另如图2A及图2B所示，感测装置700设置于邻近于第一从动盘500的位置，以感测第一从动盘500沿X轴方向上的移动距离。在本实施例中，感测装置700相对于第二面510设置，藉由持续侦测与第二面510间的距离，来得到第一从动盘500在X轴方向上的移动距离。感测装置700可设置于动力传递装置的外壳体11(请参图1)上，此时感测装置700则不会随着驱动盘300及第一从动盘500而转动。然而在不同实施例而言，感测装置700亦可设置于驱动盘300上，此时感测装置700即会随着驱动盘300而转动。

感测装置700较佳为磁感应器，例如：可为霍尔感应器(Hall Sensor)，可藉由感应外部磁场的变化，来转换为输出电压的变化，测得距离的改变。如图2A所示，第二面510上设置有磁区511，而感测装置700则对应磁区511的位置设置，以感应到磁区511产生的磁场。例如在平行X轴的方向上，感测装置700可与磁区511的部分范围共线，或者说投影范围至少部分重叠。磁区511较佳以中轴100为中心，呈对称环状分布设置于第二面510上，例如：磁区511可为一连续圆环，中轴100为该连续圆环的圆心；或多个间隔小磁区，呈对称环状分布，中轴100为该对称环状分布的中心。如此当该第一从动盘500旋转时，该磁感应器可持续或周期性侦测到该磁区沿着该中轴轴向移动所导致的磁场强度变化。因此当第一从动盘500绕X轴旋转时，若感测装置700所设置的位置不会相应旋转，例如设置在外壳体11上，则磁区511仍可以不同的部位与感测装置700相对，以持续或周期性侦测到该磁区511沿着该中轴100轴向移动所导致的磁场强度变化，经由换算便能持续得知感测装置700与第二面510之间的距离变化。然而在不同实施例中，感测装置700并不限于磁感应器，亦可为用其他应用光学、电学或其他原理而可进行距离变化侦测的感应器。

如图2A及图2B所示，动力传递装置10另包含有弹性元件800，弹性元件800连接于第一从动盘500，并朝正X轴方向施加回复力于第一从动盘500上，推动第一从动盘500朝正X轴方向来接近驱动盘300。在本实施例中，弹性元件800较佳为螺旋弹簧，套合于中轴100上，并位于第一从动盘500相反于驱动盘300的一侧。换言之，弹性元件800施加于第一从动盘500上的回复力为推力，方能推动第一从动盘500朝向驱动盘300运动。然而在不同实施例中，弹性元件800并不限于螺旋弹簧，且亦可设置在不同位置上；随着弹性元件800的种类及设置位置不同，施加于第一从动盘500上的回复力亦可为拉力。弹性元件800另可连接于中轴100、外壳体11(请参图1)或其他部件，以获得适当的反作用力支撑。

图3A及图3B为中轴未带动驱动盘进行旋转前的实施例示意图。当中轴100未带动驱动盘300旋转时，如图3A及图3B所示，弹性元件800施力于第一从动盘500上，进而推动第一从动盘500朝正X轴方向运动而接近驱动盘300，使得第一卡块330较为深入相邻第二卡块530间的空隙，因此驱动面331及被动面531相互抵触的面积较大。此时仅承受弹性元件800施力，故驱动面331及被动面531间因接触而产生的作用力相对小，甚至接近于0。此外，在不同实施例中，在中轴100未带动驱动盘300旋转时，驱动面331与被动面531亦可不相抵触，而是保有微小缝细，直到驱动盘300旋转时，驱动面331才会与被动面531相抵触。

当中轴100未带动驱动盘300旋转时，感测装置700与第一从动盘500之间具有第一间距G1。在本实施例中，如图3A及图3B所示，感测装置700量测与第二面510间的距离，故此时第一间距G1较佳是指感测装置700与第二面510在平行X轴(即中轴方向)上的距离。然而在不同实施例中，第一间距G1亦可代表感测装置700与第二面510两者间的直线距离。

图4A及图4B为中轴带动驱动盘进行旋转后的实施例示意图。当骑乘者踩动踏板102，施加踩踏力使中轴100带动驱动盘300旋转时，如图4A及图4B所示，第一卡块330的驱动面331即会压迫第二卡块530的被动面531，而驱使第一从动盘500相应旋转。当驱动面331欲推动被动面531时，即会在被动面531上产生作用力F，作用力F的方向与中轴100旋转的切线方向夹有一角度，因此会同时在中轴轴向及上述的切线方向分别具有分量Fx及分量Ft。分量Fx平行于X轴，因此亦可视为作用力F在X轴上的分量。分量Ft会驱使第二卡块530旋转，以带动第一从动盘500同步旋转。分量Fx则会推动第二卡块530及第一从动盘500沿X轴移动，且较佳是朝远离驱动盘300及第一面310的方向移动，此时感测装置700与第一从动盘500间之间距则改变为与第一间距G1不同的第二间距G2。当感测装置700与驱动盘300均设置于第一从动盘500的同一侧(即第二面510的一侧)且感测装置700针对第二面510量测距离时，第二间距G2较佳会大于第一间距G1。然而当感测装置700设置于第一从动盘500相反于驱动盘300的另一侧或针对第一从动盘500的不同部分进行测距时，第二间距G2亦有可能小于第一间距G1。

当感测装置700测得与第一间距G1相异的第二间距G2时，即可据以计算中轴100当下承受的扭力值、相应的输出电压或其他物理量。根据所计算得到的扭力值、相应的输出电压或上述的其他物理量，可再依据设置于自行车、辅助动力源、外挂模组或其他位置的处理装置，依硬件或软件的来判断是否提供辅助动力经由中轴100或不经由中轴100提供给自行车。此外，所计算得到的扭力值、相应的输出电压或上述的其他物理量亦可作为其他用途，例如作为运动员训练数值记录等等。在此较佳实施例中，由于驱动盘300及第一从动盘500实际为动力传递路径上的一部分，且由较接近动力来源的驱动盘300作为主动件来推动第一从动盘500，因此对于扭力的量测将更为准确，且有可能降低能量的耗损。

当第一从动盘500在X轴方向上远离驱动盘300移动时，如图4B所示，第一从动盘500即会压迫弹性元件800以蓄积弹性位能。当骑乘者停止踩动踏板102，使施加于驱动盘300上的扭力减弱或消失时，弹性元件800所蓄积的弹性位能即会转换为回复力施加于第一从动盘500上，而驱动第一从动盘500朝复归原位的方向移动。

如图4B所示，驱动面331及被动面531均相对于垂直中轴100的虚拟截面倾斜；此虚拟截面平行于Y轴与Z轴，因此驱动面331及被动面531倾斜地穿过Y轴-Z轴平面。由于驱动面331在其上的作用力F垂直于被动面531，且被动面531为倾斜，因此可同时在中轴100轴向及旋转的切线方向分别具有分量Fx及Ft。如上所述，分量Fx即可推动第一从动盘500沿X轴方向移动。在不同实施例中，驱动面331及被动面531两者中亦可仅有其一为倾斜，例如仅被动面531为倾斜或驱动面331为倾斜即可。在驱动面331为倾斜而被动面531为垂直的状况下，当接触点落在驱动面331上时，亦可产生上述的分量Fx，以推动第一从动盘500沿X轴方向移动。

图5为本发明动力传递装置的另一实施例元件爆炸图。在图5所示的实施例中，动力传递装置另包含有第二从动盘900。第二从动盘900套合于中轴100上，且位于第一从动盘500相反于驱动盘300的一侧。第二从动盘900并耦合于该车轮，以藉由本身的转动同时带动车轮转动。第二从动盘900较佳可藉由齿轮组、皮带、链条、螺杆、其他机构或上述的组合而与车轮耦合，以带动车轮转动。第二从动盘900较佳垂直于中轴100，并平行于第一从动盘500。此外，第二从动盘900在X轴上相对于中轴100的位置固定而不会移动。如图5所示，弹性元件800设置于第一从动盘500及第二从动盘900之间，并以第二从动盘900作为支撑力来源，以提供第一从动盘500所需的回复力。具体而言，当弹性元件800为螺旋弹簧时，其两端分别抵触于第一从动盘500及第二从动盘900。

第二从动盘900受第一从动盘500带动而绕X轴旋转，相对而言，第二从动盘900亦可带动第一从动盘500绕X轴旋转。如图5所示，第一从动盘500包含有套管部550朝向第二从动盘900伸出；换言之，套管部550与第二面510分别位于第一从动盘500的相反两侧。套管部550上具有至少一个突部551沿中轴100的径向突出，且突部551较佳可沿中轴轴向及X轴方向延长。第二从动盘900上具有孔洞910，并藉以套合于套管部550上。孔洞910由内壁面911所围绕而成，而内壁面911上形成有至少一个沿着中轴轴向及X轴延伸的导沟913。突部551容纳于导沟913中，并可沿着导沟913移动。换言之，突部511及导沟913的配合可作为第一从动盘500及第二从动盘900进行相对运动时的导引，同时也可作为第一从动盘500及第二从动盘900连动旋转时的力量传递机制。此外，突部511及导沟913均可相对应地以多个数量绕X轴均匀分布设置，以提供力传递的效率，并维持力分布的平衡。

在本实施例中，第二从动盘900可以单纯的作为提供弹性元件800的反力源而设置。然而在不同的实施例中，第二从动盘900亦可再与其他的动力传递元件相连动，以作为动力的传递之用。例如第二从动盘900外周缘可以设置单向离合器或棘爪，进而与提供动力的齿轮卡合，以承接来自动力源的动力，并经由中轴传递到脚踏车大齿盘上，再传递至车轮。

图6A及图6B为动力传递装置具有第二从动盘的实施例元件爆炸图，图6A及图6B所示为本发明的另一实施例。图6C为滚珠部分容纳于凹穴内的局部放大示意图。在本实施例中，驱动面331及被动面531之间夹设有滚珠610，使驱动面331及被动面531得以至少部分通过滚珠610间接抵触。更具体而言，驱动面331上形成有凹穴630，而滚珠610则部分容纳于凹穴630内且可在凹穴630内滚动，如图6C所示。滚珠610突出于凹穴630的部分则与被动面531抵触。此时被动面531较佳需相对于垂直中轴100的虚拟截面倾斜；亦即倾斜地穿过Y轴-Z轴平面。然而在不同的实施例中亦可采相反的设置，例如将凹穴630设置于被动面531上并容纳滚珠610，而驱动面331则采倾斜方式设置。藉由滚珠610的设置，可减低驱动面331及被动面531相对滑动时的阻力，以提高动力传递的效率。

图7A为中轴未带动驱动盘进行旋转前的示意图。如图7A所示，当骑乘者未踩动踏板102，中轴100未带动驱动盘300旋转时，第一卡块330较为深入相邻第二卡块530间的空隙，而驱动面331及被动面531间经由滚珠610相互抵触。此外，由于，驱动面331与被动面531之间夹有滚珠610，因此两者间夹有缝细。

图7B为中轴带动驱动盘进行旋转后的示意图如图7B所示，当骑乘者踩动踏板102，中轴100带动驱动盘300旋转时，第一卡块330的驱动面331即会通过滚珠610压迫第二卡块530的被动面531，而驱使第一从动盘500相应旋转。当滚珠610压迫被动面531时，即会在被动面531上产生作用力F，作用力F的方向与中轴100旋转的切线方向夹有一角度，因此会同时在中轴轴向及上述的切线方向分别具有分量Fx及分量Ft。分量Fx平行于X轴，因此亦可视为作用力F在X轴上的分量。分量Ft会驱使第二卡块530旋转，以带动第一从动盘500同步旋转。分量Fx则会推动第二卡块530及第一从动盘500朝负X轴方向移动，且较佳朝远离驱动盘300的方向移动。此外，被动面531受分量Fx推动时，即会带动滚珠610在凹穴630内滚动。相较于其他实施例中需克服驱动面331及被动面531间的直接摩擦力而言，本实施例可降低因需克服摩擦力而造成的能量耗损。

图8A及图8B所示为动力传递装置具有滚珠的实施例元件爆图，图8A及图8B所示为本发明的另一实施例。在本实施例中，前述形成于套管部550上的突部551可由滚珠611所形成。套管部550具有外壁面553，外壁面553上则形成有珠穴555，而滚珠611则部分容纳于珠穴555内且可在珠穴555内滚动。滚珠611突出珠穴555的部分则伸入导沟913内，并与导沟913的底面917接触。当第一从动盘500旋转时，滚珠611突出于珠穴555的部分即会在第一从动盘500的旋转方向推动导沟913的侧壁915，使第二从动盘绕X轴旋转。另一方面，滚珠611亦同时在底面917上沿着导沟913滚动，因此第一从动盘500得以沿着中轴100在X轴向上相对于第二从动盘900移动。藉此，可降低套管部550与第二从动盘900内壁面911间的摩擦力，以提高动力传递的效率。

此外，在此实施例中，中轴100于被第一从动盘500套合的区域表面形成有多个珠穴110，并沿着X轴方向排列为数行。每一珠穴110内容纳有滚珠111；滚珠111至少部分突出于珠穴110且与第一从动盘500孔洞501的内壁轻触，且滚珠111均可在珠穴110内滚动。当第一从动盘500沿着中轴100在X轴向上相对于中轴100移动时，第一从动盘500孔洞501的内壁即带动滚珠111滚动，并藉此降低摩擦力而提高动力传递的效率。上述的珠穴110、滚珠111及其他可相对移动的部件间可视需要涂布黄油或其他润滑性材料，以进一步降低摩擦阻力。

如图8A及图8B所示，第二从动盘900的外缘可与齿轮70直接或间接地进行动力连接，例如两者间可藉由如棘齿类的单向离合器或其他方式卡合。当系统感测到中轴100所承受的扭力值高于一定数值时，动力源即可经由齿轮70传递动力至第二从动盘900，再经由中轴100及齿盘500而带动车轮。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (18)

1.一种动力传递装置，用于人力驱动车辆，用以带动车轮，该动力传递装置包含中轴和驱动盘,该驱动盘与该中轴轴向垂直地设置于该中轴上，并随该中轴转动,其特征在于，该驱动盘包含第一面及至少一个第一卡块，该至少一个第一卡块设置于该第一面上，每一第一卡块具有驱动面；该动力传递装置还包含：

第一从动盘，可相对于该中轴轴向移动地套合于该中轴上；其中，该第一从动盘包含：

第二面，与该第一面相对；以及

至少一个第二卡块，设置于该第二面上，每一第二卡块具有被动面，该被动面与该驱动面至少部分相对；

感测装置，设置于邻近该第一从动盘处，该感测装置感测该第二面沿该中轴轴向上的移动距离；

第二从动盘，套合于该中轴上且位于该第一从动盘相反于该驱动盘的一侧，并受该第一从动盘带动而旋转，该第二从动盘在该中轴轴向上相对于该中轴位置固定，并耦合于该车轮；以及

弹性元件，设置于该第一从动盘及该第二从动盘之间，该弹性元件受压迫而提供该第一从动盘朝该驱动盘的回复力；

其中，该驱动面及该被动面抵触产生的作用力同时在该中轴旋转的切线方向及该中轴轴向上具有分量；

当该中轴未带动该驱动盘旋转时，该回复力使该第一从动盘抵接于该驱动盘，使该感测装置与该第二面之间具有第一间距；

当该中轴带动该驱动盘旋转时，该驱动面压迫该被动面相应旋转并同时沿该中轴轴向滑动远离该驱动盘而朝该第二从动盘移动，该感测装置与该第二面之间具有第二间距，该第一间距异于该第二间距，且该第二从动盘受该第一从动盘带动而旋转，该第二从动盘旋转进而驱动该车轮转动。

2.如权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，该驱动面及该被动面横切该中轴旋转的方向，且该驱动面及该被动面中至少其一相对于垂直该中轴的虚拟截面倾斜。

3.如权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，该驱动面及该被动面之间夹设滚珠，该驱动面及该被动面其中之一上形成有凹穴，该凹穴部分容纳该滚珠，而该驱动面及该被动面中未形成有该凹穴的另一者则与该滚珠突出该凹穴的部分抵触。

4.如权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，该第二面上设置有多个该第二卡块，多个该第二卡块相对该中轴呈同心分布，该第一卡块嵌合于相邻两个该第二卡块之间。

5.如权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，该第一从动盘另包含磁区，该磁区设置于该第二面上，该感测装置为磁感应器，该磁感应器相对该磁区设置，以侦测该第二面移动前后，该磁区磁力变化。

6.如权利要求5所述的动力传递装置，其特征在于，该磁区绕该中轴呈环状分布，当该第一从动盘旋转时，该磁感应器可持续或周期性侦测到该磁区沿着该中轴轴向移动所导致的磁场强度变化。

7.如权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，该第一从动盘包含套管部，该套管部朝该第二从动盘伸出，该套管部上具有至少一个突部；该第二从动盘至少部分套设于该套管部上；其中，该第二从动盘包含内壁面，该内壁面上具有沿该中轴轴向沿伸的导沟，该突部可沿该导沟移动地容纳于该导沟中。

8.如权利要求7所述的动力传递装置，其特征在于，该突部包含滚珠，该套管部包含外壁面，该外壁面上形成珠穴，该珠穴部分容纳该滚珠；当该第一从动盘旋转时，该滚珠突出该珠穴的部分推动该导沟的侧壁使该第二从动盘相应旋转，且该滚珠同时沿该导沟滚动以允许该第一从动盘在该中轴方向上相对该第二从动盘移动。

9.如权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，该中轴于被该第一从动盘套合的区域表面形成有多个珠穴，该中轴并包含多个滚珠，该多个滚珠分别可滚动地容纳于该多个珠穴内；每一滚珠至少部分突出于珠穴外，且与该第一从动盘套合该中轴部分的内壁抵触。

10.一种动力传递装置，用以带动车轮，其特征在于，该动力传递装置包含：

中轴，该中轴轴向沿着X轴延伸，该中轴可绕着该X轴转动；

驱动盘，设置于该中轴上，并可随该中轴转动而绕着该X轴转动，该驱动盘具有第一面及至少一个第一卡块，该至少一个第一卡块设置于该第一面上，该第一面平行于Y轴与Z轴形成的平面，该X轴、该Y轴与该Z轴彼此相互垂直，该第一卡块具有驱动面；

第一从动盘，套合于该中轴上，该第一从动盘可沿着该X轴方向相对于该中轴移动；其中，该第一从动盘具有第二面及至少一个第二卡块，该至少一个第二卡块设置于该第二面上，该第二面平行于该Y轴与该Z轴形成的平面，且该第二面与该第一面相对，该第二卡块具有被动面，该被动面与该驱动面至少部分抵触；以及

感测装置，设置于邻近该第一从动盘处，该感测装置感测该第一从动盘沿该X轴方向上的移动距离；

第二从动盘，套合于该中轴上且位于该第一从动盘相反于该驱动盘的一侧，并受该第一从动盘带动而旋转；其中，该第二从动盘在该X轴方向上相对于该中轴位置固定，并耦合于该车轮；以及

弹性元件，设置于该第一从动盘及该第二从动盘之间；当该第一从动盘在该X轴方向朝该第二从动盘移动时，该弹性元件受压迫而提供该第一从动盘在该X轴方向朝该驱动盘的回复力；

其中，当该中轴未带动该驱动盘旋转时，该回复力使该第一从动盘抵接于该驱动盘上，该感测装置与该第一从动盘间具有第一间距；

其中，当该中轴带动该驱动盘旋转时，该驱动面压迫该被动面相应旋转，该驱动面及该被动面抵触产生的作用力在该X轴方向上具有X轴分量力，该X轴分量力克服该回复力，使该第一从动盘沿该X轴方向滑动远离该驱动盘而朝该第二从动盘移动，使该感测装置与该第一从动盘间具有第二间距，该第一间距异于该第二间距，且该第二从动盘受该第一从动盘带动而旋转，该第二从动盘旋转进而驱动该车轮转动。

11.如权利要求10所述的动力传递装置，其特征在于，该驱动盘另具有多个第一卡块，该多个第一卡块以该中轴为中心环形排列于该第一面上，该第一从动盘另具有多个第二卡块，该多个第二卡块以该中轴为中心环形排列设置于该第二面上，每个第一卡块嵌合于相邻两个第二卡块之间。

12.如权利要求10所述的动力传递装置，其特征在于，该驱动面及该被动面倾斜穿过该Y轴与该Z轴形成的平面，如此当该中轴带动该驱动盘旋转时，该驱动面及该被动面抵触产生的作用力在该X轴方向上产生该X轴分量力。

13.如权利要求10所述的动力传递装置，其特征在于，该第一从动盘另包含环状分布磁区，该环状分布磁区设置于该第一从动盘表面上，该感测装置为磁感应器，该磁感应器邻近该环状分布磁区，以侦测该第一从动盘沿该X轴方向移动前后，该环状分布磁区的磁力变化。

14.如权利要求10所述的动力传递装置，其特征在于，该驱动面及该被动面之间夹设滚珠；该驱动面及该被动面其中之一上形成有凹穴，该凹穴部分容纳该滚珠，而该驱动面及该被动面中未形成有该凹穴的另一者与该滚珠突出该凹穴的部分抵触。

15.如权利要求10所述的动力传递装置，其特征在于，该第一从动盘包含套管部，该套管部朝该第二从动盘伸出，该套管部上具有至少一个突部；该第二从动盘至少部分套设于该套管部上；其中，该第二从动盘包含内壁面，该内壁面上具有沿该X轴沿伸的导沟，该突部可沿该导沟移动地容纳于该导沟中。

16.如权利要求15所述的动力传递装置，其特征在于，该突部包含滚珠；该套管部包含外壁面，该外壁面上形成珠穴，该珠穴部分容纳该滚珠；当该第一从动盘旋转时，该滚珠突出该珠穴的部分推动该导沟的侧壁使该第二从动盘相应旋转，且该滚珠同时在该X轴方向上沿该导沟滚动以允许该第一从动盘在该X轴方向上相对该第二从动盘移动。

17.如权利要求10所述的动力传递装置，其特征在于，该中轴于被该第一从动盘套合的区域表面形成有多个珠穴，该中轴并包含多个滚珠，该多个滚珠分别可滚动地容纳于该多个珠穴内；每一滚珠至少部分突出于该珠穴外，且与该第一从动盘套合该中轴部分的内壁抵触。

18.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至17任意一项所述的动力传递装置。