CN110001855A - 管式离合器自行车电力驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种管式离合器自行车电力驱动装置，其包含支撑轴管、马达、减速装置、单向离合轴承、输入齿轮轴、轴架、脚踏轴、固定组件、动力转向部件、霍尔磁力感应装置以及棘轮。马达可对应固定于支撑轴管内。减速装置可设置于马达的驱动转轴上。单向离合轴承的内环可套设于减速装置的输出轴上，且外环可对应固定于输入齿轮轴的固定孔内。轴架可与支撑轴管相连接。脚踏轴为穿设于轴架内。固定组件、动力转向部件可设置于脚踏轴上。霍尔磁力感应装置可与马达电性连接。棘轮可套设于动力转向部件上。

Description

管式离合器自行车电力驱动装置
技术领域
本发明是有关于一种管式离合器自行车电力驱动装置，特别是一种可将磁力侦测装置藏设于轴架中的一种管式离合器自行车电力驱动装置。
背景技术
现今虽然自行车的电力驱动装置已日趋成熟，然而现今的电力驱动装置可能会由于体积庞大使得目前的电力驱动装置较难以完整的运用在竞速型自行车上。
一般而言，竞速用的自行车除车胎及把手等为减少风阻的特殊设计的外，自行车的踏板处间距也较为狭窄，使得使用者踩踏时更容易踩踏。然而现有的电力驱动装置及其磁力侦测装置，例如霍尔磁力感应装置等，可能会使得踏板处间距较宽，可能将会降低使用上的体验度。
因此，需要一种可以便于使用者踩踏，并可维持足够动力输出，且具有合适厚度的电力驱动装置以供自行车使用。
发明内容
根据上述现有技术的问题，本发明是提供一种可将磁力侦测装置藏设于轴架中的一种管式离合器自行车电力驱动装置，以减少整体电力驱动装置的厚度，并简化整体结构。
基于上述目的，本发明提供一种管式离合器自行车电力驱动装置，其包含支撑轴管、马达、减速装置、单向离合轴承、输入齿轮轴、轴架、脚踏轴、固定组件、动力转向部件、霍尔磁力感应装置以及棘轮。支撑轴管为中空管件。马达可对应固定于支撑轴管内，并具有驱动转轴。减速装置可设于马达的驱动转轴上，且以输出轴输出。单向离合轴承可具有内环及外环，单向离合轴承的内环可于单一转向上与单向离合轴承的外环相互卡制，而于相反转向上则可对应外环枢转，且单向离合轴承的内环可套设于输出轴上。输入齿轮轴的顶端可具有固定孔，且单向离合轴承的外环可对应固定于固定孔内，且输入齿轮轴上具有第一转向齿轮。轴架可对应设于支撑轴管的底端处，与支撑轴管相连接，且轴架于横向的两端上分别设有第一轴孔及第二轴孔。脚踏轴为对应可旋转地穿设于轴架内且穿出第一轴孔及第二轴孔。固定组件可设置于脚踏轴上一端，并包含固定外盖、固定座、多个弹性组件。固定外盖可穿设于脚踏轴上一端，邻近第二轴孔，且与脚踏轴共转，并具有固定外盖穿孔及多个第一钩爪。脚踏轴可穿越固定外盖穿孔，多个第一钩爪可设置于固定外盖内表面周侧。固定座可具有固定座穿孔及多个第二钩爪。多个第二钩爪可对应多个第一钩爪设置于固定座定表面周侧。多个弹性组件可设置于第一钩爪及第二钩爪所产生的多个沟槽的中，撑抵第一钩爪及第二钩爪相互卡合，以连接固定外盖及固定座。动力转向部件可为长形管状件，且对应可旋转地套设于脚踏轴上，且包含第二转向齿轮，第二转向齿轮可直接啮合第一转向齿轮，且固定座可对应固定座穿孔套设于动力转向部件上。霍尔磁力感应装置可与马达电性连接，并包含第一磁环、霍尔磁力感应组件、第二磁环及霍尔磁力感应外盖。第一磁环可套设于脚踏轴上，且邻近第一轴孔。霍尔磁力感应装置外盖可与轴架相连接，并盖设于第一轴孔上，且脚踏轴可穿透霍尔磁力感应装置外盖。霍尔磁力感应组件可设置于霍尔磁力感应装置外盖的内表面上，且邻近设置于第一磁环。第二磁环可设置于动力转向部件上，并与第一磁环轴向重迭。棘轮可套设于脚踏轴上，且设置于固定外盖内表面上。当固定外盖挤压弹性组件时，可相对于固定座转动，使得第一磁环可相对于第二磁环差动，霍尔磁力感应组件可感测第一磁环及第二磁环差动所造成的磁量变化角位差并发送电信号控制马达转动。
优选地，脚踏轴可穿出第一轴孔的第一端上卡制固定于第一脚踏板组件且与第一脚踏板组件呈连动共转的关系，且脚踏轴可穿出第二轴孔的第二端上卡制固定于第二脚踏板组件，且与第二脚踏板组件呈连动共转的关系。
优选地，马达运转可带动棘轮空转，第一脚踏板组件及第二脚踏板组件未被马达驱动。
优选地，踩踏第一脚踏板组件及第二脚踏板组件时，可带动脚踏轴及输入齿轮轴旋转，输入齿轮轴可带动单向离合轴承的外环相对内环枢转，而不带动马达转动。
优选地，固定座可与自行车的齿轮组相连接。
优选地，当齿轮组静止或运转转速降低时，固定外盖可挤压弹性组件，相对于固定座转动。
优选地，第一磁环及第二磁环可包含交错排列的多个磁极。
优选地，弹性组件可包含弹簧。
优选地，单向离合轴承以及棘轮系轴向相垂直。
优选地，减速装置可包含行星减速机。
附图说明
图1为本发明的实施例的管式离合器自行车电力驱动装置的示意图；
图2为本发明的实施例的管式离合器自行车电力驱动装置的固定外盖示意图；
图3为本发明的实施例的管式离合器自行车电力驱动装置的固定座示意图；
图4为本发明的实施例的管式离合器自行车电力驱动装置的第一实施示意图；
图5为本发明的实施例的管式离合器自行车电力驱动装置的第二实施示意图。
标记说明
20：齿轮组
100：马达
101：驱动转轴
200：减速装置
201：输出轴
300：单向离合轴承
400：输入齿轮轴
401：第一转向齿轮
600：轴架
601：第一轴孔
602：第二轴孔
700：脚踏轴
800：动力转向部件
801：第二转向齿轮
900：棘轮
1000：霍尔磁力感应装置
1001：霍尔磁力感应组件
1002：第一磁环
1003：第二磁环
1004：霍尔磁力感应装置外盖
1100：支撑轴管
1200：固定组件
1201：固定座
1202：固定座穿孔
1203：固定外盖
1204：固定外盖穿孔
1205：弹性组件
1206：第一钩爪
1207：第二钩爪
1400：第一脚踏板组件
1500：第二脚踏板组件
具体实施方式
以下将参照相关附图，说明依本发明的智能型效果器的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同组件以相同的符号标示来说明。
如图1至图5所示，其分别为根据本发明的实施例的管式离合自行车电力驱动装置的示意图、固定外盖示意图、固定座示意图、第一实施示意图以及第二实施示意图。
本发明的管式离合器自行车电力驱动装置，可包含支撑轴管1100、马达100、减速装置200、单向离合轴承300、输入齿轮轴400、轴架600、脚踏轴700、固定组件1200、动力转向部件800、霍尔磁力感应装置1000以及棘轮900。
本发明的支撑轴管1100为中空管件，可将马达100对应固定于支撑轴管1100内，并将减速装置200设置于马达100的驱动转轴101上，以输出轴201输出，而且，马达100可为外型成长筒状的管式马达，马达100可对应固定于支撑轴管1100内，并具有驱动转轴101，且在一实施例中，减速装置200可包含行星减速机。
单向离合轴承300可具有内环及外环，单向离合轴承300的内环于单一转向上与单向离合轴承300的外环相互卡制，而于相反转向上则可对应外环枢转，且单向离合轴承300的内环套设于输出轴201上。
输入齿轮轴400的顶端具有固定孔，单向离合轴承300的外环对应固定于固定孔内，且输入齿轮轴400上具有第一转向齿轮401，因此通过单向离合轴承300、输入齿轮轴400的配置，可以使得马达100的动力能够满足驱动自行车的需求稳定输出，可利用包含了行星减速机的减速装置200的不同齿轮比的不同配置，进而得到所需的输出动力。
轴架600可对应设于支撑轴管1100的底端处，与支撑轴管1100相连接，且轴架600于横向的两端上分别设有第一轴孔601及第二轴孔602，而脚踏轴700为对应可旋转地穿设于该轴架600内且穿出第一轴孔601及第二轴孔602。
且在一实施例中，脚踏轴700可穿出第一轴孔601的第一端上卡制固定于第一脚踏板组件1400且与第一脚踏板组件1400呈连动共转的关系，且脚踏轴700可穿出第二轴孔602的第二端上卡制固定于第二脚踏板组件1500，且与第二脚踏板组件1500呈连动共转的关系。
更进一步，在一实施例中，脚踏轴700与第一轴孔601间可设有至少一轴承单元，动力转向部件800与第二轴孔602间亦可设有至少一轴承单元，由此将可使得脚踏轴700顺利地运转于第一轴孔601间及第二轴孔602间。
固定组件1200，可设置于脚踏轴700上一端，并可包含固定座1201、固定座穿孔1202、固定外盖1203、固定外盖穿孔1204及多个弹性组件1205。固定外盖1203可穿设于脚踏轴700上一端，邻近第二轴孔602，且与脚踏轴700共转，且固定外盖1203具有固定外盖穿孔1204及多个第一钩爪1206，脚踏轴700可穿越固定外盖穿孔1204，多个第一钩爪1206可设置于固定座1201内表面周侧。
而固定座1201可具有固定座穿孔1202及多个第二钩爪1207，复数个第二钩爪1207可对应多个第一钩爪1206设置于固定外盖1203表面周侧，多个弹性组件1205可设置于第一钩爪1206及第二钩爪1207的间所产生的多个沟槽中，撑抵第一钩爪1206及第二钩爪1207相互卡合，以连接固定座1201及固定外盖1203，且在一实施例中，弹性组件1205可包含弹簧。
动力转向部件800可为长形管状件，且为对应可旋转地套设于脚踏轴700上，并包含第二转向齿轮801，第二转向齿轮801可直接啮合第一转向齿轮401，且固定座1201可对应固定座穿孔1202套设于动力转向部件800上。
霍尔磁力感应装置1000可与马达100电性连接，并包含第一磁环1002、霍尔磁力感应装置外盖1004、霍尔磁力感应组件1001、第二磁环1003。第一磁环1002可套设于脚踏轴700上，且邻近第一轴孔601，而霍尔磁力感应装置外盖1004可与轴架600相连接，并盖设于第一轴孔601上，且脚踏轴700可穿透霍尔磁力感应装置外盖1004，霍尔磁力感应组件1001可设置于霍尔磁力感应装置外盖1004的内表面上，且邻近设置于第一磁环1002，而第二磁环1003可设置于动力转向部件800上，并与第一磁环1002轴向重迭，且在一实施例中，第一磁环1002及第二磁环1003可包含交错排列的多个磁极。
因此，本发明的第一磁环1002及第二磁环1003可设置于轴架600的中，而不需再额外增加厚度，可更进一步的减少整体电力驱动装置的厚度，且由于霍尔磁力感应装置外盖1004盖设于第一轴孔601上，因此亦可保护轴架600内的各组件，且不需再额外增设外盖，因此亦可减少用料及厚度。
棘轮900可套设于脚踏轴700上，且设置于固定外盖1203内表面上，且单向离合轴承300以及棘轮900系轴向相垂直，因此由于单向离合轴承300设置于输出轴201及输入齿轮轴400的间，而棘轮900系设置于固定外盖1203内并套设于脚踏轴700上，使得单向离合轴承300以及棘轮900轴向相垂直，而不需将棘轮900及单向离合轴承300皆设置于固定座1201及固定外盖1203中，因而可减少厚度，使得自行车的骑乘上更舒适。
且在一实施例中，当马达100运转时，将会带动棘轮900空转，而第一脚踏板组件1400及第二脚踏板组件1500未被马达100驱动，因此第一脚踏板组件1400及第二脚踏板组件1500将不会被马达100驱动，进而防止因为第一脚踏板组件1400以及第二脚踏板组件1500随着马达100驱动而高速旋转而造成使用者骑乘上的不适以及危险。
而在另一实施例中，当无电源动力驱动下，踩踏第一脚踏板组件1400及第二脚踏板组件1500时，可带动脚踏轴700及输入齿轮轴400旋转，输入齿轮轴400可带动单向离合轴承300的外环相对内环枢转，不带动马达100转动，因此当踩踏第一脚踏板组件1400及第二脚踏板组件1500时，将不会由于马达100的阻力而需耗费额外的力气。
在一实施例中，踩踏第一脚踏板组件1400及第二脚踏板组件1500时，连动共转脚踏轴700及棘轮900，使得固定外盖1203承受力度，固定外盖1203可挤压弹性组件1205，相对于固定座1201转动，此时脚踏轴700上的第一磁环1002将会相对于第二磁环1003差动，因此霍尔磁力感应组件1001可感测第一磁环1002及第二磁环1003差动所造成的磁量变化角位差，而发送讯号控制马达100转动。
因此，在一实施例中，固定座1201可与自行车的齿轮组20相连接，以利以马达100或踩踏第一脚踏板组件1400及第二脚踏板组件1500驱动自行车前进，而当齿轮组20静止或运转转速降低时，例如起步或爬坡时，脚踏轴700相对于带动固定外盖1203转动，而固定外盖1203将会承受大于预设力度，因此固定外盖1203将会相对于挤压带动固定座1201转动，借由第一磁环1002及第二磁环1003所造成的差动，因此使得马达100激活以辅助减轻使用者踩踏的施力负担来驱动自行车的前进，而在一实施例中，为了保障使用者安全，使用者可利用煞车方式切断马达100的运转，因此不会因为高速驱动而产生危险性。
因此透过本发明的管式离合器自行车电力驱动装置，利用于单向离合轴承300以及设置于脚踏轴700上的棘轮900，使得使用者可选择性地以电力驱动自行车前进时，不会连动地带动第一脚踏板组件1400以及第二脚踏板组件1500，进而防止因为第一脚踏板组件1400以及第二脚踏板组件1500随着马达100驱动而高速旋转而造成使用者骑乘上的不适以及危险，且使用者亦可选择以脚踏做输出，不会反馈带动输出轴201等电力驱动组件，可减少用户骑乘的施力负担，且更可避免内部组件做不必要的摩擦损耗，进一步于实用性以及安全性做出大幅的改善。
而在一实施例中，支撑轴管1100可设置于图4中所标示的相对位置，图4中将支撑轴管1100设置于下管(down tube)的位置，在另一实施例中，支撑轴管1100可设置于图5中所标示的相对位置，图5中将支撑轴管1100设置于立管(seat tube)的位置。
而无论支撑轴管1100设置于下管或是立管的位置，由于单向离合轴承300已与减速装置200互相连接整合设置于支撑轴管1100，且亦将第一磁环1002及第二磁环1003设置于轴架600中，以及将霍尔磁力感应装置外盖1004盖设于第一轴孔601上，且不再额外增设外盖，因此可减少厚度。
因此由于将单向离合轴承300、第一磁环1002及第二磁环1003设置于支撑轴管1100及轴架600的空间内，本发明可以有效的减少第一脚踏板组件1400及第二脚踏板组件1500的间的距离，且不影响一般情况下的骑乘，因此可较具辅助驱动装置的自行车相比，两脚间的距离将会缩短，因此可以更易踩踏加速。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种管式离合器自行车电力驱动装置，其特征在于，包含：
支撑轴管，其为中空管件；
马达，其对应固定于所述的支撑轴管内，并具有驱动转轴；
减速装置，其设于所述的马达的驱动转轴上，且以输出轴输出；
单向离合轴承，所述的单向离合轴承具有内环及外环，所述的单向离合轴承的内环于单一转向上与单向离合轴承的外环相互卡制，而于相反转向上则可对应所述的外环枢转，且单向离合轴承的内环套设于所述的输出轴上；
输入齿轮轴，所述的输入齿轮轴的顶端具有固定孔，且单向离合轴承的外环对应固定于所述的固定孔内，且所述的输入齿轮轴上具有第一转向齿轮；
轴架，其对应设于所述的支撑轴管的底端处，与支撑轴管相连接，且所述的轴架于横向的两端上分别设有第一轴孔及第二轴孔；
脚踏轴，其对应可旋转地穿设于所述的轴架内且穿出所述的第一轴孔及所述的第二轴孔；
固定组件，设置于所述的脚踏轴上一端，且包含：
固定外盖，穿设于所述的脚踏轴上一端，邻近所述的第二轴孔，且与所述的脚踏轴共转，并具有固定外盖穿孔及多个第一钩爪，所述的脚踏轴穿越所述的固定外盖穿孔，所述的多个第一钩爪设置于所述的固定外盖内表面周侧；
固定座，具有固定座穿孔及多个第二钩爪，多个第二钩爪对应所述的多个第一钩爪设置于所述的固定座定表面周侧；及多个弹性组件，设置于所述的多个第一钩爪及所述的多个第二钩爪的间所产生的多个沟槽中，撑抵第一钩爪及第二钩爪相互卡合，以连接所述的固定外盖及所述的固定座；
动力转向部件，其为长形管状件，其对应可旋转地套设于所述的脚踏轴上，且包含第二转向齿轮，所述的第二转向齿轮直接啮合所述的第一转向齿轮，且所述的固定座对应固定座穿孔套设于所述的动力转向部件上；
霍尔磁力感应装置，与所述的马达电性连接，并包含：
第一磁环，套设于所述的脚踏轴上，且邻近所述的第一轴孔；
霍尔磁力感应装置外盖，与所述的轴架相连接，并盖设于第一轴孔上，且脚踏轴穿透所述的霍尔磁力感应装置外盖；
霍尔磁力感应组件，设置于霍尔磁力感应装置外盖的内表面上，且邻近设置于所述的第一磁环；
第二磁环，设置于所述的动力转向部件上，并与所述的第一磁环轴向重迭；以及
棘轮，套设于所述的脚踏轴上，且设置于所述的固定外盖内表面上；
其中，当固定外盖挤压弹性组件时，相对于固定座转动，第一磁环相对于第二磁环差动，霍尔磁力感应组件感测第一磁环及第二磁环差动所造成的磁量变化角位差并发送一电信号控制马达转动。
2.如权利要求1所述的管式离合器自行车电力驱动装置，其特征在于，所述的脚踏轴穿出第一轴孔的第一端上卡制固定于第一脚踏板组件且与第一脚踏板组件呈连动共转的关系，且所述的脚踏轴穿出第二轴孔的第二端上卡制固定于第二脚踏板组件，且与第二脚踏板组件呈连动共转的关系。
3.如权利要求2所述的管式离合器自行车电力驱动装置，其特征在于，所述的马达运转带动所述的棘轮空转，所述的第一脚踏板组件及所述的第二脚踏板组件未被所述的马达驱动。
4.如权利要求2所述的管式离合器自行车电力驱动装置，其特征在于，所述的踩踏所述的第一脚踏板组件及所述的第二脚踏板组件，带动所述的脚踏轴及所述的输入齿轮轴旋转，所述的输入齿轮轴带动所述的单向离合轴承的所述的外环相对所述的内环枢转，不带动所述的马达转动。
5.如权利要求1所述的管式离合器自行车电力驱动装置，其特征在于，所述的固定座与自行车的齿轮组相连接。
6.如权利要求5所述的管式离合器自行车电力驱动装置，其特征在于，当所述的齿轮组静止或运转转速降低时，所述的固定外盖挤压所述的弹性组件，相对于所述的固定座转动。
7.如权利要求1所述的管式离合器自行车电力驱动装置，其特征在于，所述的第一磁环及所述的第二磁环包含交错排列的多个磁极。
8.如权利要求1所述的管式离合器自行车电力驱动装置，其特征在于，所述的弹性组件包含弹簧。
9.如权利要求1所述的管式离合器自行车电力驱动装置，其特征在于，所述的单向离合轴承以及所述的棘轮轴向相垂直。
10.如权利要求1所述的管式离合器自行车电力驱动装置，其特征在于，所述的减速装置包含行星减速机。
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