TW201116447A - Power transmission apparatus for chainless bicycle - Google Patents

Description

201116447 六、發明說明： 【發明所屬之技術領威】 _]本發明有關於，種無鏈式自行車’且更特別是有關於一 種用於無鏈式自行車之動力傳輸裝置’係能夠藉由一具 有複數個齒輪系的行星齒輪裝置實現不同的齒輪比’便 於速度的變化、硪保動力傳輸、以及便於後輪的連接/拆 卸。 【先前技術】 [0002] 自行車，其為一人力車輛係已以各種方式使用在如運 輸工具和休間運動的領域&最近，自行車作為能夠積極 應付如環境污染和石油價格上漲的問題之環保運輸工具 已受到大家的關注，另外，自行車可輕易地被明顯缺乏 運動的現代人所使用。 [0003] 普遍來說，自行車具有一藉由透過鏈條連接踏板鏈齒與 後輪鏈齒來執行動力傳輸之結構。鏈條式自行車可利用 具有多級結構的踏板與後輪鏈齒藉由在鏈齒上轉移鏈條 來實現不同的齒輪比’使得換擋(gear shifting)可以 實現。 [0004] 然而，傳統的的鏈條式自行車因使用者的衣服或身體沾 滿鏈條的油污而造成衛生問題。另外，鍵條易偏離鍵齒 ，且在最壞的情況下可能損壞。因此，安全事故頻繁發 生。因鍵條與鍵齒之間的4合而導致鍵條式自行車有更 大的摩擦損耗，所以鏈條式自行車呈現退化的動力傳輸 效率，且製造很多噪音。進一步地’因為自行車的換擒 是在行駛過程中不斷實現，所以自行車不能在靜止狀態 099122427 表單編號A0101 第4頁/共33頁 0993362013-0 201116447 [0005] Ο [0006] ❹[0007] [0008] [0009] 099122427 下執行其換擋。 因此，無鏈式自行車已開發出無需上述鏈條即可有效的 動力傳輸。代表性地’利用斜窗輪之無鏈式自行車已開 發出。在這利用斜齒輪之無键式自行車中’動力傳輸轴 係作為鏈條。換句話說，藉由使用斜齒輪而傳遞到動力 傳輸轴的踏板轴的轉動力是正交變換的。此後，使用斜 齒輪的動力傳輸軸的轉動力是正交變換的’因此骚動後 輪。當與現有的鏈條式自行車比較時，傳統的無鏈式自 行車有一更簡化的動力傳輸結構，且可以藉由減少斜齒 輪與動力傳輸轴之間的摩擦力表現出更好的動力傳輸效 率〇 然而，不同於鏈條式自行車’傳統的無鏈式自行車既不 能容易地實現不同的齒輪比也不能輕易地允許後輪的連 接/拆卸，以至於後輪的替換或修復可能是困難的°這些 問題在推廣無鏈式自行車時已經被指為最大的問題。 !H： S： ; S ^：. % 'ij. .,1 f 【發明内容】 本發明的一目的是提供一種用於無鏈式自行車的動力傳 輸裝置，係能夠在一更簡化的結構中實現不同的齒輪比 ，便於速度的變化、確保動力傳輸、以及便於後輪的連 接/拆卸。 本發明的這些及其他目的、特徵以及優點係由下述詳細 說明與示範實施例並搭配附圖而顯而易見的。 為了完成上述目的，係提供一種用於無键式自行車之動 力傳輸裝置。此動力傳輸裝置包括一第一變速單元係安 表單編號A0101 第5頁/共33頁 0993362013-0 201116447 裝在一踏板軸上且藉由增加踏板轴的旋轉速度輸出動力 、一第一斜齒輪係安裝在踏板軸上且以一對應於第一變 速單元的動力之速度轉動、一動力傳輸轴係設置在其具 有一與第一斜齒輪喷合的第二斜齒輪之一端上、一第四 斜齒輪係與一設置在動力傳輸軸的對侧端之第三斜齒輪 鳴合、一第二變速單元係藉由增加第四斜齒輪的速度輸 出動力、以及一後輪軸係以一對應於第二變速單元的動 力之速度轉動。第一變速單元包括一第一托架係與踏板 轴牢固地結合、至少三個第一行星齒輪組其係彼此獨立 轉動且組裝在至少三個自第一托架的一表面上之一虛擬 圓周突出的第一支撐桿的周圍，其中每一第一行星齒輪 組包括至少三個具有直徑皆不同於彼此的第一行星齒輪 、一第一環形齒輪組係包括分別與該些第一行星齒輪内 部齧合且彼此獨立轉動的第一環形齒輪、一第一太陽齒 輪組係包括分別與該些第一行星齒輪外部齧合且具有不 同於彼此的直徑以及彼此相整合的第一太陽齒輪、一第 一動力輸出轴係牢固地組裝至第一太陽齒輪組内、以及 一第一鎖定單元其係選擇性地停止該些第一環形齒輪之 一。第二變速單元包括一第二托架係與第四斜齒輪牢固 地結合、至少三個第二行星齒輪組其係彼此獨立轉動的 且組裝在至少三個自第二托架的一表面上之一虛擬圓周 突出的第二支撐桿的周圍，其中每一第二行星齒輪組包 括至少三個具有直徑皆不同於彼此的第一行星齒輪、一 第二環形齒輪組係包括分別與該些第二行星齒輪内部齧 合且彼此獨立轉動的第二環形齒輪、一第二太陽齒輪組 係包括分別與該些第二行星齒輪外部齧合且具有不同於 099122427 表單編號A0101 第6頁/共33頁 0993362013-0 201116447 彼此的直徑以及彼此相整合的第二太陽齒輪、一第二動 力輸出軸係牢固地組裝至第二太陽齒輪組内、以及一第 二鎖定單元其係選擇性地停止該些第二環形齒輪之一。 [0010] 根據本發明，第一變速單元與第一斜齒輪是安裝在一支 撐踏板軸的第一殼體，第四斜齒輪與第二變速單元是安 裝在一支撐一後輪軸心的第二殼體，動力傳輸軸安裝在 一連接第一殼體與第二殼體且具有一管狀的水平框架上 ，以及第一與第二殼體具有第一與第二殼蓋。 〇 [0011] 根據本發明，在第一變速單元中，支撐行星齒輪組之第 一支撐桿與一踏板轴連接管形成在第一托架的表面上， 其中踏板軸牢固地插入踏板軸連接管，第一太陽齒輪組 設置在其具有動力輸出軸之一側，其中踏板軸連接管組 裝至動力輸出轴内且由動力輸出轴所支撐，一第一動力 輸出軸支撐板是額外提供的，其中第一動力輸出軸支撐 板是結合第一支撐桿以防止第一太陽、行星、和環形齒 輪組脫離其位置使得第一太陽、行星、和環形齒輪組有 〇 效地互相齧合，並支撐動力輸出軸，以及第一斜齒輪牢 固地組裝在動力輸出轴的周圍。 [0012] 根據本發明，在第二變速單元中，支撐第二行星齒輪組 之第二支撐桿形成在第二托架的表面上，一第四斜齒輪 固定件形成在第二托架的一對側，一第二動力輸出軸支 撐板是額外提供的，其中第二動力輸出軸支撐板是結合 第二支撐桿以防止第二太陽、行星、和環形齒輪組脫離 其位置使得第二太陽、行星、和環形齒輪組有效地互相 齧合，並支撐第二輸出軸的對側，以及具有一管狀的第 099122427 表單編號A0101 第7頁/共33頁 0993362013-0 201116447 二動力輸出軸自太陽齒輪組延伸使得第二動力輸出軸組 裝至第四斜齒輪固定件内且由第四斜齒輪固定件所支撐 〇 [0013] 根據本發明，在第一變速單元中，第一行星齒輪是依據 其直徑的順序自第一托架依序排列。在該第二變速單元 中，第二行星齒輪是依據其直徑的順序自第二托架依序 排列。第一太陽齒輪與第一行星齒輪具有1 :0. 2至3的比 例，以及第二太陽齒輪與第二行星齒輪具有1:0.2至3的 比例。另外，在第一環形齒輪組中，第一環形齒輪具有 彼此相同的外徑，以及複數個第一鎖定突出物在每一第 一環形齒輪的一外圓周表面上等距間隔。在第二環形齒 輪組中，第二環形齒輪具有彼此相同的外徑，以及複數 個第二鎖定突出物在每一第二環形齒輪的一外圓周表面 上等距間隔。 [0014] 根據本發明，第一鎖定單元包括在一第一制動器係在彈 性地接受支撐時沿著一形成於第一殼體的第一導引槽移 動，且係藉由一個形成在每一第一環形齒輪上的第一鎖 定突出構造選擇性地鎖定，一第一本體係形成於第一殼 體以圍住第一制動器的運動軌跡且具有一第一可開啟殼 蓋，以及一第一導線係用以調整第一制動器的一位置。 第二鎖定單元包括一第二制動器係在彈性地接受支撐時 沿著一形成於第二殼體的第二導引槽移動，且係藉由一 個形成於每一第二環形齒輪上的第二鎖定突出構造選擇 性地鎖定，一第二本體係形成於第二殼體以圍住第二制 動器的運動軌跡且具有一第二可開啟殼蓋，以及一第二 099122427 表單編號A0101 第8頁/共33頁 0993362013-0 201116447 [0015] Ο [_ [0017] [0018] ο 導線係用以調整第二制動器的一位置。第一殼蓋進一步 包含一插入第一制動器的第一導引器以導引第一制動器 使得第一制動器可滑動地移動，以及第二殼蓋進一步包 含一插入第二制動器的第二導引器以導引第二制動器使 得第二制動器可滑動地移動。 如上所述，根據本發明的一實施例之無鏈式自行車可利 用使用一具有複數個齒輪系的行星齒輪裝置之第一與第 二變速單元來實現不同的齒輪比。 即使無鏈式自行車是在一靜止狀態，無鏈式自行車可以 執行變速。因為無鏈式自行車具有一相對簡化的結構， 無鏈式自行車可以表現優越的耐久性且確保精準的動力 傳輸。 後輪可以輕易地連接到/拆卸自無鏈式自行車，以至於後 輪可以輕易地被替換或修復。 因為根據本發明之用於無鏈式自行車之動力傳輸裝置包 括用於轉動踏板軸的電池以及電動馬達或内燃引擎，無 鏈式自行車可運用作為電動自行車或機動自行車。 [0019] [0020] 099122427 【實施方式】 在下文中，本發明之較佳實施例將參考附圖而被詳細的 描述，以及相同的參考數字將被指定於相同的元件。 在下文中，根據本發明的一實施例之用於無鏈式自行車 的動力傳輸裝置的結構將參考附圖而被描述。 第1圖為一透視圖係顯示根據本發明的一實施例之一裝配 有動力傳輸裝置2的無鏈式自行車1。如第1圖中所示，根 表單編號Α0101 第9頁/共33頁 0993362013-0 [0021] 201116447 據本發明的一實施例之動力傳輸裝置2變換踏板軸100的 轉動速度以驅動後輪3。如第1圖中所示，踏板102是通過 橫桿101連接踏板軸100。當踏板102被驅動時，係轉動 動力傳輸裝置2的踏板軸100。不同地，為了轉動踏板轴 100，可安裝一電池（未顯示）、一電動馬達（未顯示）或一 主發動機（未顯示）在無練自行車1上。換句話說，根據本 發明的動力傳輸裝置2適用於電動自行車或機動自行車。 機動自行車係指根據汽車管理法第3條具有125立方釐米 (cc)或更少的引擎排氣量之兩輪車輛（例如摩拖車或速克 達）。 [0022] 第2圖為一透視圖係顯示一用於無鏈式自行車1的動力傳 輸裝置2的框架組件。根據本發明的一實施例之動力傳輸 裝置2是安裝在如第2圖中所示的框架組件上。根據本發 明的一實施例包括第一與第二水平框架32和34，以及第 一與第二傾斜框架40和50。一對水平框架32和34係以一 管路形式設置，且放置在無鏈式自行車1的左與右邊。具 有一圓柱狀的第一殼體10設置在第一水平框架32與第一 傾斜框架40之間的連接，以及具有一圓柱狀的第二殼體 20設置在第一水平框架32與第二框架50之間的連接。第 一殼體10包括踏板軸100、第一變速單元200、第一斜齒 輪300、與第二斜齒輪420，以及第二殼體包括第三斜齒 輪440、第四斜齒輪500與第二變速單元600。第一水平 框架32其内設置有動力傳輸軸400。第一與第二殼體10和 20裝配有第一與第二殼蓋12和810。 [0023] 第3圖為一剖視圖係顯示在用於無鏈式自行車1的動力傳 099122427 表單編號A0101 第10頁/共33頁 0993362013-0 201116447 [0024] Ο [0025] [0026] Ο [0027] 輸裝置2的踏板1〇2的一側之構件’以及第4圖為一分解透 視圖係顯示第3圖的組裝狀態。第5圖為一剖視圖係顯禾 在用於無鏈式自行車1的動力傳輸裝置2的後輪3的一側之 構件，以及第6圖為一分解透視圖係顯示第5圖的組裝狀 態。 如第3圖與第6圖中所示，根據本發明的一實施例之動力 傳輸裝置2圖表式地包括踏板轴1〇〇、第一變速單元200、 第一斜齒輪300、設有第二與第三斜齒輪420和440的動 力傳輸軸400、第四斜齒輪5〇〇、第二變速單元600、以 及後輪軸700。 踏板轴100係可轉動地組裝至第一殼體10内。 第一變速單元200安裝在第一殼體10藉由增加使用一具有 複數個齒輪系的複數個行星齒輪裝置之踏板軸10的轉動 速度輸出動力。如第3圖所示，第一變速單元200主要包 括托架210、行星齒輪組220、環形齒輪组230、太陽齒 輪組240、動力輸年轴250、以及第一鎖定單元270。 « r;' ; :: ：iv :丨.....f, 托架210包括具有實質上為圓盤狀的本體211 »托架210 在其中心設置有踏板軸1〇〇組裝在其周圍的踏板軸連接管 214。因此，托架210與踏板軸1〇〇—起轉動。支撐桿212 自一形成於托架210表面上的踏板轴連接管214周圍之虛 擬圓周突出以至於行星齒輪組220組裝在支撐桿212的周 圍。在這種情況下，至少三個支撐桿212以相同的間距彼 此隔開。同時’單向離合器軸承（未顯示）可插入在踏板 轴連接管214與踏板軸1〇〇之間。單向離合器軸承（未顯示 099122427 表單編號A0101 第11頁/共33頁 0993362013-0 201116447 )只在踏板軸100向前轉動時轉動托架210。當踏板輛1〇〇 向後轉動時，托架210是空轉的。因此，只有在踏板軸 100是向前轉動時’動力才傳送到後輪3。 [0028] [0029] 行星齒輪組220是轉動地組裝在托架210的支撐桿212的 周圍。至少安裝三個彼此獨立轉動的行星齒輪組。行星 齒輪220a、220b、和220c具有不同的直徑。·因此，當 行星齒輪220a、220b、和22 0c組裝在支撐桿21 2的周圍 時，行星齒輪220a、220b、和220c是依據其直徑的順序 自行星齒輪220a依序排列,雖然根據本實施例之行星齒 輪組2 2 0包括三個行星齒輪22 Qa、2 2 〇 b、和2 2 0 c，四或 五個行星齒輪肯被利用使得第一變速單元罚〇可具有四或 五個換擔階段。 環形齒輪組230包括三個環形齒輪23〇a、23〇b、和23叱 。在這種情況下，環形齒輪23〇a、23〇b、和23〇c分別與 内部與行星齒輪組220的行星齒輪22〇a、220b、和220c 内部齧合，使得它們能彼此獨立的轉動。詳細地說，第 一環形齒輪230a與第一行星齒輪變a蓄合，第二環形齒 輪230b與第二行星齒輪22〇b齧合，以及第三環形齒輪 230c與第二行星齒輪22〇c齧合。此外，鎖定突出物232a 、232b、和232c以相同的間距形成於每一環形齒輪23〇a 、230b、和230c的外部圓周上。特別地，環形齒輪23〇a ' 230b >和230c較佳係具有相同的外徑使得環形齒輪 230a ' 230b '和230c與稍後將描述的制動器272的尖端 部份273平滑地齧合。 099122427 太陽齒輪組240包括三個太陽齒輪240a、240b 第12買/共33頁 表單編號A0101 0993362013-0 [0030] 201116447 [0031] [0032] Ο [0033] [0034] [0035] 使％二個太陽齒輪24〇a、240b、和240c可與三個行星 齒輪組220外部齧合。太陽齒輪24〇a、24〇b、和24〇c彼 此具有不同的直徑。在這種情況下，太陽齒輪24〇a ' 240b、和240c可以彼此整合而成。 同時，在太陽齒輪240a、240b、和240c以及行星齒輪 220b、和220c之間的齒輪比是在1: 〇.2至3的範 圍°其詳細内容將在後面描述。 動力輸出軸250具有一管狀，且固定至太陽齒輪組24〇的 太陽齒輪240c的一侧上。在這種情況下，托架21〇的踏板 軸連接管214組裝到動力輸出軸25〇内以至於踏板軸連接 管214由動力輪出轴250所支撐。另外，動力輸出軸25〇 沒有藉由轴承B接觸到踏板轴連接管214 « 同時，動力輸出轴支撐板260是在其中心設有動力輪出軸 插孔262的圓盤。動力輸出轴支撐板26〇與托架21〇的支 撐桿212相連接。另外，動.力輪出軸支撐板26〇在其一表 面設置有具有環狀且對應齒輪組22〇、23〇、和24〇之支 樓突出物264使得齒輪組22G、230、和24G沒有脫離它們 的位置彼此堅固地f合，以及支擇著動力輸出軸25〇 p抽 承Β插入在動力輸出軸250與動力輸出轴插孔262之間。 同時，因為設置在第-變速單元咖的第一鎖定單元27〇 與設置在第二變速單元600的第二鎖定單元67〇具有相同 的結構與操作’其描述將與第二鎖定單元6齡以下一起 作說明。 第-斜齒輪300是固定至動力輸出轴25〇的一側以對應於 099122427 表單編號Α0101 第13頁/共33頁 0993362013-0 201116447 來自第一變速單元200的動力輸出之速度轉動。 [0036] 同時’第一殼體10設有第一殼蓋12以防止第一變速單元 200與第一斜齒輪300暴露於外部。 [0037] [0038] [0039] 動力傳輸軸400在其兩端設有第二與第三斜齒輪42〇和 440，以及安裝在第一水平框架32上，使得第二與第三斜 齒輪420和440分別放置在第一與第二殼體和2〇。在這 種情況下，較佳地，一軸承（未顯示）插入在動力傳輸轴 400與第一水平框架32之間，因此將因摩擦力所造成的能 量損耗降至最低。動力傳輸軸400的第二斜齒輪420與第 一斜齒輪300齧合，因此正交轉換第一斜齒輪3〇〇的轉動 力。 第四斜齒輪500是關鍵連接到第二變速單.元的第二托 架610 ’以及與動力傳輸軸400的第三斜齒輪no齧合， 因此正乂轉換動力傳輸軸400的轉動力以及供應已轉換的 轉動力到第二變速單元600。 第二變速單元600安袭在第二殼體2〇。第二變速單元6〇〇 是藉由增加使用一具有複數個齒輪系的行星齒輪單元之 第四斜齒輪50G的轉動速度輸出動力m的第二變速 單元600之托架61〇、行星齒輪組62〇、環形齒輪組63〇、 太陽齒輪組640、輸出轴650、和第二鎖定單元67〇係盘 與第-變速單元_賴些構件具有㈣的構造。因此、， 在下文中’所要描述的構件將強調在其特徵。

[0040] 099122427 托架6Π)具有在其-職有切桿612以㈣行星齒輪植 620且在其一對侧設有牢固地組裝5哲 ' 衣至第四斜齒輪5〇〇内的 表單編號A0101 第14頁/共33頁 0993362013-0 201116447 Ο [0041] [0042] Ο [0043] 099122427 第四斜齒輪固定件614之本體611。動力輸出軸650為一 管狀且延伸通過太陽齒輪組640使得動力輸出軸650組裝 至第四斜齒輪固定件614内。自太陽齒輪組640的一侧延 伸出的動力輸出轴650的長度較自太陽齒輪組640的另一 侧延伸出的動力輸出轴650的長度長。另外，動力輸出軸 支撐板600是在其中心設有動力輸出軸插孔662，且與托 架610的支撐桿612結合之圓盤平板。另外，動力輸出轴 支撐板660在其一表面設有具有環狀且對應齒輪組620、 630、和640之支撐突出物664使得齒輪組620、630、和 640沒有脫離其位置彼此堅固地齧合，以及支撐著動力輸 出軸2 5 0的對側。 s Ί，i —i_ f 同時，後輪轴700組裝至後轔^的轂轴（未顯.示）内以至於 後輪軸700與後輪3相整合。 因此，若動力輸出轴650與後軸700關鍵逵接並轉動，後 輪3是以對應於來自第二變蟓單元600的動力輸出之速度 被驅動。在這種情形下，較佳地，單向離合器軸承（未顯 示）插入在後輪軸700與轂衅（耒顯示）之間。當後輪3在一 斜坡以較第二變速單元6〇〇的動力輸出轴650的速度為快 的速度向前轉動時，藉由允許後輪3空轉以防止第二變速 單元600被後輪3的轉動所影響是需要的。 同時，如第5圖中所示’後輪轴心800的' —端是與開/關第 二殼體的對側之第二殼蓋810相整合，以及組裝至動力輸 出軸650内。在這種情形下’後輪轴心800支撐動力輸出 柏650、後輪轴700、和後輪3，以及後輪轴心800的一遠 端是藉由使用螺絲與如第2圖中所示的連接孔6 0連接’以 表單编號A0101 第15頁/共33頁 0993362013-0 201116447 [0044] 至於後輪3是不會與框架組件分離。 因此，在第二變速單元600中，齒輪組62〇、630、和640 以及動力輸出轴650的構件是藉由動力輸出支撑·板mo與 托架610的支撐桿612連接而彼此相整合，以至於後輪3， 與後輪軸心8 0 0 —樣，可以輕易地連接到/拆卸自框架組 件。 [0045] 第7圖為一分解透視圖係顯示根據本發明之鎖定單元270 。第一與第二鎖定單元200和600是分別安裝在第一與第 二殼體10和20，以調整第一與第二變速單元2〇〇和6〇〇的 動力輸出速度。第一鎖定單元270具有與第二鎖定單元 670的那些構件相同的結構與操作。因此，在下文中，第 一鎖定單元27〇將代表性地Mia述。如第7圖中所示，第 一鎖定單元270主要包括制動器272、本體274、和導線 276 〇 [0046] 制動器2 7 2在其一下端設有:_尖:端.部1份i 2'7 3以此方法尖端部 份273沿著形成於第一殼體1 0的相反方:向的導引槽μ移動 。尖端部份273實質上為圓柱狀’以及尖端部份273的下 端是圓錐狀。尖端部份273藉由環形齒輪23〇a、230b、和230c的鎖定突出物232a、232b、和232c之一選擇性 地鎖定以停止未轉動之適當的環形齒輪230a、230b、和 230c。 [0047] [0048] 本體274具有一空間部分以圍繞制動器272在其上沿著導 引槽14移動之核心，以及形成在第一殼體1〇的外表面。 本體274在其一侧設有一可開啟殼蓋275。特別的是，殼 099122427 表單編號A0101 第16頁/共33頁 0993362013-0 201116447 蓋275設有至少一個導引器275a使得制動器272組裝在導 引器275a的周圍而縱向滑動。在這種情形下，彈簧打8組 裝在導引@ 275a的周圍以彈性地支擇制動器仍。若彈黃 278的彈力如第4®巾所示被釋放，彈簧278騎放導致空 轉狀態其中制動器272無法與第-變速單元的環形齒工 輪230a、230b、和230c的任何一個齧合，以至於第一變 速單元200空轉。此特徵是更有利於分別連接到電動馬達 或主發動機之電動自行車或機動自行車。 》[0049]導線276的一端固定到制動器272，以及導線276的一對 侧端透過殼蓋275連接到安裝在無鏈式自行車1的把手上 之移動桿（未顯示）。當移動;择（香顯示）.運作時，導線276 允許制動器272在彈簧278的掸性支撐下沿著導引槽14移 動。 [0050] [用於無鏈式自行車的動力傳輸裝置的操作] [0051] 在下文中，根據本發明的一實施剃之無鏈式自行車1的動 力傳輸裝置2的操作將參考㈤圖被描述。 ) [0052] 根據本發明的一實施例，第一與第二變速單元200和6〇〇 藉由使用具有複數個齒輪系的行星齒輪單元執行如下之 無键式自行車1的換播。 [0053] 行星齒輪220a、220b、和22〇c，或620a、620b、和 620c藉由托架210或610以踏板轴丨〇〇或第四斜齒輪5〇〇 的轉動速度轉動來對著踏板軸1〇〇或真正的輪軸心8〇〇轉 動。另外’分別與行星齒輪22〇a、220b、220c、620a 、620b、和620c内部齧合之環形齒輪23〇a、230b、 099122427 表單編號 A0101 第 17 頁/共 33 頁 0993362013-0 201116447 230c、630a、630b、和630c之一係藉由制動器272或 672固定，以及適當的行星齒輪或太陽齒輪轉動。在這種 情形下，剩下的環形齒輪空轉。因此，牢固地組裝至太 陽齒輪組240或640内之動力輸出軸250或650轉動使得無 鏈式自行車1的換擋被執行。 [0054] 同時，第一與第二變速單元200和600係根據每一太陽齒 輪240a、240b、240c、640、640b、和640c以及與連接 於太陽齒輪齧合的行星齒輪之間的齒輪比藉由增加踏板 軸100的轉動速度輸出動力。例如，若在太陽齒輪240a或 640a與行星齒輪220a或620之間的齒輪比是1:1. 5，動 力輸出軸250以踏板轴100的轉動速度的四倍速度轉動。 另外，若在太陽齒輪240b或:έ40ϋ與行星齒輪220b或 620b之間的齒輪比是1:1，動力輸出軸250以踏板軸100 的轉動速度的三倍速度轉動。若太陽齒輪240c或640c與 行星齒輪220c或620c之間的齒輪比是1:0· 5，動力輸出 軸250以踏板轴100的轉動速度的兩倍速度轉動。因此， 第一與第二變速單元200和600可執行三階段換擋。.在這 種情形下，因為第一與第二變速單元200和600是透過動 力傳輸轴400彼此連接，用於無鏈式自行車1的動力傳輸 裝置2總共可以執行九階段換擔。另外，當第一與第二變 速單元200和600的行星齒輪組220或620、環形齒輪組 230或630、和太陽齒輪組240或640的齒輪數目增加時， 九階段或更多的變速可以被執行。 [0055] 如上所述’用於無鏈式自行車1的動力傳輸裝置2包括使 用行星齒輪的第一與第二變速單元220和600，以至於相 099122427 表單編號Α0101 第18頁/共33頁 0993362013-0 201116447 [0056] [0057] Ο [0058] [0059] Ο 似於傳統鏈條式自行車料同的齒輪比可以被實現。 另外’當無鏈式自行車1藉由使用鎖定單元270或670而在 靜止的狀知、下’無鏈式自行車1可以執行換擋。另外，因 無鍵式自行車1具有更簡化的結構，無鏈式自行車1可以 表現優越的耐久性以及持久動力傳輸。 在第二變速單元600中，齒輪組620、630、和640以及動 力輸出軸650的構件是透過動力輸出支樓板660與托架 61〇的支撐桿612連接而彼此相整合，以至於後輪3可輕易 地連接到/拆卸自框架組件。 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本 發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均 應包含於後附之申請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 第1圖為一透視圖係顯示根據本發明的一實施例之—裝配 有動力傳輸裝置的無鏈式自杆車'； 第2圖為一透視^係顯示—用於無鏈式自行車的動力傳輸 裝置的框架組妹； 第3圖為一刳視圖係顯示一用於無鏈式自行車的動力傳輸 裝置的踏板軸； 第4圖為一分解透視圖係顯示第3圖的組裝狀態； 第5圖為一刮視圖係顯示在用於無鏈式自行車的動力傳輸 裝置的後輪的一侧之構件. 第6圖為一分解透視圖係顯示第5圖的組裝狀態；以及 第7圖為一分解透視圖係顯示根據本發明之一鎖定單元。 099122427 表單編號Α0101 笫W頁/共33頁 0993362013-0 201116447 【主要元件符號說明】 [0060] 1 :無鏈式自行車； 10 :第一殼體； 12 :第一殼蓋； 14、24 :導引槽； 100 :踏板軸； 101 :橫桿； 102 :踏板； 2 :動力傳輸裝置； 20 :第二殼體； 200 :第一變速單元； 21 0 :托架； 211、 274、611 :本體； 212、 612 :支撐桿； 214 :踏板軸連接管； 220、620 :行星齒輪組； 220a、220b、220c、620a、620b、620c :行星齒輪； 230、630 :環形齒輪組； 230a、230b、230c、630a、630b、630c :環形齒輪； 232a、232b、232c、632a、632b、632c :鎖定突出物 > 240、640 :太陽齒輪組； 240a、240b、240c、640a、640b、640c :太陽齒輪； 250、650 :動力輸出軸； 260、660 :動力輸出軸支撐板； 262、662 :動力輸出軸插孔； 099122427 表單編號A0101 第20頁/共33頁 0993362013-0 201116447 264、664 :支撐突出物； 270 :第一鎖定單元； 272、 672 :制動器； 273、 673 :尖端部份； 275、 675 :可開啟殼蓋； 275a、675a :導引器； 276、 676 :導線； 278、678 :彈簧； 3 .後輪， 〇 32 ： 34 ： 300 40 ： 400 420 440 50 ： 500 60 ： 第一水平框架； 第二水平框架： :第一斜齒輪： 第一傾斜框架； :動力傳輸軸； :第二斜齒輪； :第三斜齒輪； 〇 第二傾斜框架； :第四斜齒輪； 連接孔； 600 :第二變速單元； 610 :第二托架； 614 :第四斜齒輪固定件； 670 :第二鎖定單元； 70 0 :後輪軸； 800 :後輪軸心； 810 :第二殼蓋；以及 099122427 表單編號 A0101 第 21 頁/共 33 頁 0993362013-0

201116447B :轴承。 099122427 表單編號A0101 第22頁/共33頁 0993362013-0

Claims (1)

1. 201116447 七、申請專利範圍： 1 . 一種用於無鏈式自行車之動力傳輸裝置，該動力傳輸裝置 包含： 一第一變速單元係安裝在一踏板軸上且藉由增加該踏板軸 的旋轉速度輸出動力； 一第一斜齒輪係安裝在該踏板軸上且以一對應於該第一變 速單元的該動力之速度轉動； 一動力傳輸轴係設置在其具有一與該第一斜齒輪嚙合的第 二斜齒輪之一端上； ◎ 一第四斜齒輪係與一設置在該動力傳輸轴的對側端之第三 斜齒輪唾合； 一第二變速單元係藉由增加該第四斜齒輪的速度輸出動力 ;以及 一後輪軸係以一對應於該第二變速單元的該動力之速度轉 動， 其中該第一變速單元包含： _ 一第一托架係與該踏板軸牢固地結合； 至少三個第一行星齒輪組其係彼此獨立轉動且組裝在至少 三個自該第一托架的一表面上之一虛擬圓周突出的第一支 撐桿的周圍，其中每一該第一行星齒輪組包括至少三個具 有直徑皆不同於彼此的第一行星齒輪； 一第一環形齒輪組係包括分別與該些第一行星齒輪内部齧 合且彼此獨立轉動的第一環形齒輪； 一第一太陽齒輪組係包括分別與該些第一行星齒輪外部齧 合且具有不同於彼此的直徑以及彼此相整合的第一太陽齒 099122427 表單編號A0101 第23頁/共33頁 0993362013-0 201116447 輪； 一第一動力輸出軸係牢固地組裝至該第一太陽齒輪組内； 以及 一第一鎖定單元其係選擇性地停止該些第一環形齒輪之一 ;以及 其中該第二變速單元包含： 一第二托架係與該第四斜齒輪牢固地結合； 至少三個第二行星齒輪組其係彼此獨立轉動的且組裝在至 少三個自該第二托架的一表面上之一虛擬圓周突出的第二 支撐桿的周圍，其中每一該第二行星齒輪組包括至少三個 具有直徑皆不同於彼此的第一行星齒輪； 一第二環形齒輪組係包括分別與該些第二行星齒輪内部齧 合且彼此獨立轉動的第二環形齒輪； 一第二太陽齒輪組係包括分別與該些第二行星齒輪外部齧 合且具有不同於彼此的直徑以及彼此相整合的第二太陽齒 輪； 一第二動力輸出轴係牢固地組裝至該第二太陽齒輪組内； 以及 一第二鎖定單元其係選擇性地停止該些第二環形齒輪之一 〇 2 .如申請專利範圍第1項所述之動力傳輸裝置，其中 該第一變速單元與該第一斜齒輪是安裝在一支撐該踏板軸 的第一殼體； 該第四斜齒輪與該第二變速單元是安裝在一支撐一後輪軸 心的第二殼體， 該動力傳輸軸安裝在一連接該第一殼體與該第二殼體且具 099122427 表單編號A0101 第24頁/共33頁 0993362013-0 201116447 有一管狀的水平框架上；以及 該第一與第二殼體具有第一與第二殼蓋。 如申請專利範圍第1項所述之動力傳輸裝置，其中，在該 第一變速單元中， 支撐該些行星齒輪組之該些第一支撐桿與一踏板轴連接管 形成在該第一托架的表面上，其中該踏板軸牢固地插入該 踏板軸連接管， Ο 該第一太陽齒輪組設置在其具有該動力輸出軸之一側，其 中該踏板軸連接管組裝至該動力輸出軸内且由該動力輸出 軸所支撐， 一第一動力輸出軸支撐板是額外提供的，其中該第一動力 輸出轴支撐板是結合該第一支撐桿以防止該些第一太陽、 行星、和環形齒輪組脫離其位置使得該些第一太陽、行星 、和環形齒輪組有效地互相齧合，並支撐該動力輸出軸， 以及 該第一斜齒輪牢固地組裝在該動力輸出軸的周圍。 Ο 如申請專利範圍第1項所述之動力傳輸裝置，其中，在該 第二變速單元中， 支撐該些第二行星齒輪組之該些第二支撐桿形成在第二托 架的表面上， 一第四斜齒輪固定件形成在該第二托架的一對側， 一第二動力輸出軸支撐板是額外提供的，其中該第二動力 輸出軸支撐板是結合該第二支撐桿以防止該些第二太陽、 行星、和環形齒輪組脫離其位置使得該些第二太陽、行星 、和環形齒輪組有效地互相齧合，並支撐該第二輸出軸的 一對側，以及 099122427 表單編號Α0101 第25頁/共33頁 0993362013-0 201116447 具有一管狀的該第二動力輸出轴自該太陽齒輪組延伸使得 該第二動力輸出軸組裝至該第四斜齒輪固定件内且由該第 四斜齒輪固定件所支撐。 5 .如申請專利範圍第3或4項所述之動力傳輸裝置，其中，在 該第一變速單元中，該些第一行星齒輪是依據其直徑的順 序自該第一托架依序排列，以及 其中，在該第二變速單元中，該些第二行星齒輪是依據其 直徑的順序自該第二托架依序排列。 6 .如申請專利範圍第1項所述之動力傳輸裝置，其中該些第 Λ II 一太陽齒輪與該些第一行星齒輪具有1:0.2至3的比例， 以及 其中該些第二太陽齒輪與該些第二行星齒輪具有1 :0. 2至 3的比例。 7.如申請專利範圍第1項所述之動力傳輸裝置，其中，在該 第一環形齒輪組中，該些第一環形齒輪具有彼此相同的外 徑，以及複數個第一鎖定突出物在每一該第一環形齒輪的 一外圓周表面上等距間隔，以及 # .. U 其中，在該第二環形齒輪組中，該些第二環形齒輪具有彼 此相同的外徑，以及複數個第二鎖定突出物在每一該第二 環形齒輪的一外圓周表面上等距間隔。 8 .如申請專利範圍第1或7項所述之動力傳輸裝置，其中該第 一鎖定單元包括： 一第一制動器係在彈性地接受支撐時沿著一形成於該第一 殼體的第一導引槽移動，且係藉由該一形成在每一該第一 環形齒輪上的第一鎖定突出構造選擇性地鎖定； 一第一本體係形成於該第一殼體以圍住該第一制動器的運 099122427 表單編號A0101 第26頁/共33頁 0993362013-0 201116447 動軌跡且具有一第一可開啟殼蓋；以及 一第一導線係用以調整該第一制動器的一位置，以及 其中該第二鎖定單元包括： 一第二制動器係在彈性地接受支撐時沿著一形成於該第二 殼體的第二導引槽移動，且係藉由該一形成於每一該第二 環形齒輪上的第二鎖定突出構造選擇性地鎖定； 一第二本體係形成於該第二殼體以圍住該第二制動器的運 動軌跡且具有一第二可開啟殼蓋；以及 一第二導線係用以調整該第二制動器的一位置。 Ο 如申請專利範圍第8項所述之動力傳輸裝置，其中該第一 殼蓋進一步包含一插入該第一制動器的第一導引器以導引 該第一制動器使得該第一制動器可滑動地移動，以及 其中該第二殼蓋進一步包含一插入該第二制動器的第二導 引器以導引該第二制動器使得該第二制動器可滑動地移動 Ο ίο . Ο 如申請專利範圍第1或4項所述之動力傳輸裝置，其中該踏 板軸是與一電動馬達或一引擎連接。 099122427 表單編號Α0101 第27頁/共33頁 0993362013-0