TW201130711A - Bicycle with an electrical auxiliary drive - Google Patents

Description

201130711 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於-種具有一電辅助驅動器的脚踏車，該電 輔助驅動器有一電機，該電機至少*杏冼+ ^ / J田作電馬達驅動且可 與一第一蓄電池套組呈導電連接以供電β 【先前技術】 先前技術中有此類之習知脚踏車，其中，舉例而士， 有一輪轂馬達可與一相關之蓄電池套組（Akkupcck)呈^電 連接以供電，舉例而言’俾在±坡時或逆風騎車時用於合 作電驅動輔助。這一種有250〜5〇〇瓦功率的輪穀馬達可2 在一相關脚踏車的前輪及後輪中，且在做成踩踏支持的類 型時在必要時可啟動或關掉。在此也須用感測器測量相關 的踩踏運動的力量的耗費，俾能自動切換啟動該輪數馬達。 此先前技術的缺點為：可用的蓄電池套組的能量密度 有限，因此只能保證供電給輪轂馬達一段有限之跑動時= 或有限之可達距離。 【發明内容】 因此本發明的目的在提供一種新式的具電輔助驅動器 的脚踏車，其中該輔助驅動器的跑動時間可延長。 这種目的達成之道係利用一種具有一電輔助驅動器的 脚踏車，該電輔助驅動器有一電機，該電機至少可當作電 馬達驅動且可與一第一蓄電池套組呈導電連接以供電。設 201130711 有一承接器單元，該蓄 ^ ^ ^ ^. 去、且J a由該承接器單元與至 ^ 第—畜電池套組呈導電連接。 二：：明可提母一種具有一電輔助驅動器的脚靖

可使用該第二蓄電池套組使輔助驅動器 間可延長。 J 依—實施例，該承接器單元有 ,A ,, 力王乂一第一容納凹部 (Aufnahmebucht)，該至少一第一蓄 六〜A 乐畜電池套組可經由該第一 谷、”内凹op以機械方式與續是垃哭βσ -虫 足刀八興这承接器早π連接成導電方式。 因此第二蓄電池套組可 .^ ^^ 彳成廉價之可更換的更換 式蓄電池套組，該第_苦逮* 4太2 _畜電池套組與該承接器單元經一連 接線路互相連接。 因此該第一蓄電池套组與承 - 爸，且興承接态早7C可用簡單方式互 相連接。 依—貫施例，該承'接器單亓5丨、 ，伐窃早兀至少有一第二容納凹部， 該至少一第一蓄電池套組 — 丄由°玄第一谷納凹部以機械方 式〃該承接器單元連接成導電方式。 、因此本發明可使該輔助驅動器使用廉價之更換式蓄電 ’池套組操作，該更換式.蓄雷、、也农h 士雨 八畜電池套組在電用完後可用簡單方 式更換並可再充電。該可♦柞Φ J田作電馬達#作的電機可與該承 接器單元連接成導電方式。 、 因此έ玄承接益Sf开ur田雜βσ _χ_ ,, .了用簡早方式直接地連接到該電 機。 依一實施例至少該第-苦带4 A , ,, X乐一畜電池套組設計成用於一手持 電用具中的蓄電池套組形式。 201130711 最好至少該第二蓄電池套組）至少有一鋰離子電瓶電 池。 …因此4第二蓄電池套組可用簡單方式設計成具較大能 量密度。最好設有-控制單^，該^制單元設計成用於可 選擇性地使用該第一蓄電池套組及/或該至少一第二蓄電池 套組。 因此可用簡單的方式在需要時使用該蓄電池套組。 依一實施例，該承接器元件設計成與該第一蓄電池套 組與該第-蓄電池套組及/或至少一第二蓄電池套組並聯。 因此本發明可使電馬達驅動之可用能量密度加大。 上述目的也利用本發明另一樣的違成，本發明亦關於 :種脚踏車用的承接器單元，該脚踏車有一電辅助驅動 器，該電輔助驅動器有一雷嫵 κ ^ ^電機，至少可當作電馬達操作， 該電機可與至少一第—彗φ ， 第畜電池套組呈導電連接以供電，其 中，設有一容納凹部以與至少一 ’、 弗一畜電池套組以機械方 式連接成導電方式，該第二荄愈 _ _ 一畜電池套組可經由該承接器單 凡與該第一蓄電池套組呈導電連接。 ° 本發明茲利用圖式中所示之音姑士 π不之貫施例在以下說明中詳細 敌述。 【實施方式】 圖1顯示一脚踏車（100)的例子 ni ^ ± ^ J列卞具有一脚踏車框 (130)。它有一下管（139)、_ μ 工 & (駕取官）（Steuerro] 央：咖—*)(138)、-支持管（136)、及一㈣（134)， 201130711 官（139)和橫桁（134)與一後輪（12〇)的輪轂（i5〇)連接。舉例而 言，有一第一輪緣剎車,（122)與後輪（12〇)配合。後輪（12〇) 在踩動式操作時，可利用一鏈條（146)驅動，鏈條可用踏板 (142)(144)動作’踏板支承在下管（13乃中。此外，輪較（bo) 與一載物架（190)連接，[.載物架（19〇)支持在橫桁（134)上。控 制官（138)上支承著一個具手桿（手剎車把）（114)的龍頭 (Π6)。龍頭（116)與一前輪（11〇)連接。舉例而言，有一第二 輪緣剎車（Felgenbremse，英：rim brake)(U2)與前輪配合舉 例而言，座管（136)上固定著一鞍座（132)。 要指明，此處所述之脚踏車（100)的構造只是一例子。 仁不限制本發明，該脚踏車却還可建構成任何行家習知的 脚踏車。 脚踏車（100)有一電輔助驅動器，它在圖中由一電機 (16〇)、—能量儲存單元（170)[此單元經一電導線（172)與電 機（160)連接]、及一與此能量供應單元相關的控制單元（18〇) 形成，電機（160)至少可.當作電馬達操作，且舉例而言，設 計成輪轂馬達形式。此外，電機可設計成使它同樣可當作 發電機操作。 要才b明’此輪轂馬達（1 60)只當作例子設在後輪（丨2〇)， 但不限制本發明範圍’蛘馬達（16〇)却也可設在前輪（u〇)上 或設在框架（130)上其他適合地點。 能量儲存單元（170)用於儲存電能，此電能可用於在操 作時經電導線（172)供電給輪轂馬達〇6〇)。能量儲存單元 (170)或輪轂馬達（16〇)裤控制單元（18〇)因用途而異作控制 201130711 或調節。在此，舉例而言，控制單元（18〇)可經手剎車把〇 Μ) 動作’其中’舉例而言’控制單元（18〇)在手桿⑴4)第一次 動作時可被活化用於啟動輪轂馬達（16〇)，而在手桿第 二次動作時可被活化以將輪轂馬達（16〇)關掉。 依一第一實施例，該能量儲存單元（17〇)與控制單元 (180)至少部段式地設在载物架（19〇)及後輪（12〇)間的區 域，特別是固定在載物架（190)的下如不用此方式，能 量儲存單元（1 70)和控制單元（180)也可至少部段式地設在載 物架（190)的側面。在此，舉例而言，電導線（172)從載物架 (190)通到橫桁（1 34)並穿過橫桁過去或沿橫桁一直通到輪轂 馬達（160)。 圖2顯示圖1的脚踏車（1〇〇)的一第二實施例，其中該 能量健存單元（170)和控制單元（18〇)至少部段式地設在鞍座 (1 32)和載物架（19〇)之間的區域。在此，舉例而言，載物架 (190)利用一連接部段（21〇)與橫桁（134)連接，其中，能量儲 存單元（170)和控制單元（1 8〇)至少部段式地固定在連接部段 (210)的上侧。在此實施例，舉例而言，電導線（丨72)從能量 儲存單元（170)或控制單元（180)通到橫桁（134)並通過橫桁 或沿橫桁一直通到輪轂馬達。 圖3顯示圖1脚踏車（100)的一第三實施例，其中為了 簡明起見’載物架（1 90)不圖示。依一第三實施例，能量儲 存單元（170)和控制單元（ι80)至少部段式地設在後輪（120) 和座管（136)間的區域且宜固定在座管（136)上。在此，舉例 而言’電導線（172)從能量儲存單元（170)或控制單元（180) 201130711 穿過座管036)及下管(139)或沿著它們一直通到輪轂馬達 (160)。 圖4顯示一蓄電池套組（4〇〇)，例如它可隨圖i〜圖3 的能量儲存單元（170)使用。舉例而言，此套組設計成一更 換式蓄電池套組的形式，且在圖中有三個互接的電瓶電池 (442)(444)(446)，宜為Li離子電瓶電池，它們設在一轂體 中仁也了使用其他電池類型，例如NiMH、或NiCd電池， 其中所用之電瓶電池的數目也可因用途而異作改變。 舉例而&，在殼體（450)外側設有一連接介面（42〇)及電 端子（412)(414)(416)。連接介面（420)有導引或卡合元件 (422)(424) ’以將蓄電池套組（4〇〇)導引或卡合，如下文在圖 5中將述者。舉例而言，導引與卡合元件（422)有一保持槽 (432)。而導引及卡合元件（424)有一相關之卡合槽（在圖4中 未示）。舉例而言，端$(412)(414)用於將蓄電池套組（4〇〇) 作電接觸，例如下文中在圖5將說明者，而端子（416)舉例 而=可用於傳送資料，例如有一個或數個電瓶電池 (442)(444)(446)的溫度及/或充電狀態。此外可經端子（416) 將資料傳輸，例如，用於辨認一該蓄電池套組（4〇〇)之電瓶 類型的資料，適合的充電參數，已經作的充電循環的相關 數目。 依一實施例’該蓄電池套組（4〇〇)設計成用於一般電 器’特別是手持電用具，特別是電工具機。圖中該蓄電池 套組（400)設計成用於一蓄電池鑽孔螺絲機（48〇)，它在圖中 只用高倍縮小的方式圖示。最好該蓄電池套組（4〇〇)可推入 201130711 該蓄電池鑽孔螺絲機（480)的一為此而設的蓄電池介面 (485)，如圖中用一箭頭（490)所示者，但要指明，本發明不 限於蓄電池鑽孔螺絲機用的蓄電池套組，却可使蓄電池套 組（400)在不同用途使用’特別是用蓄電池驅動的電工具， 例如在一蓄電池螺絲機' 一蓄電池打擊鑽孔機 '一蓄電池 研磨機、一電刈草機（Rasenmaher)等。 圖5顯示圖1〜圖3的能量儲存單元（17〇)的一實施例， 在圖中它有一設計成承接器板形式的承接器單元（51〇)，舉 例而5，匕有一第一蓄電池套組介面〖52〇)[設計成容納凹部 (Aufnahmebucht)] —第二蓄電池套組介面（53〇)(設計成容納 凹部形式）、一控制電子電路（MO)、及一電輸出端（515)。在 圖中，承接器板（5 10)經一連接線路（56〇)與一蓄電池套組 (570)或與它相關的接點連接，在圖中該蓄電池套組（η◦利 用一電導線（565)與®卜3的控制單元（18〇)連接成導電。 舉例而言，蓄電池套組(57〇)為一組用於圖i〜3的脚踏 車（_的任意類型的蓄電池套組，例如用在具有電輔㈣ 動器的—般脚踏車。但要指日月，這種蓄電池套組-般特別 用於圖1〜圖3的脚踏車⑽），它-般不用於較大的使用 範圍，因此其製造上較貴。 依一實施例，該承接器板（5 低卩丨…係5又计成一種機械式承 接器’用於與單一或不同营 平飞个丨j畜電池套組類型的一個或數 電池套組作機械式及導電式遠 畜 容納凹部（520)設計成用於與圖板（51〇)的 式及導電式連接。 的畜電池套组(400)作機械 201130711 在圖中，容納凹部（520)有導引槽（552)(554)和導引肩 (542)(544)。以將蓄電池套組（400)的導引或卡合元件 (422)(424)作導引，當蓄電池套組（400)推入容納凹部（520) 中時，例如箭頭（590)所示，則導引及卡合元件（422)在導引 槽（552)中導引，而保持槽（432)(圖4)在導引肩（542)上導 引。導引與卡合元件（424)在導引槽（554)中導引，其中相關 之保持槽在導引肩（544)上導引。 為了要將蓄電池套組（400)卡合或鎖閂在容納凹部（520) 中，故其上設有鎖閂及保持元件（523)。舉例而言，該元件 可利用一動作鈕（521)動作，以將蓄電池套組（400)從容納凹 部（520)解除鎖問及取出，為了使蓄電池套組（400)在容納凹 部（520)中作電接觸，故該容納凹部（520)具有接點端子 (5 22)(5 24)(526)，這些端子用於與蓄電池套組（400)的電端子 (4 12)(414)或（416)作導；連接，在圖5中所示實施例，該蓄 電池套組（400)在推入及鎖閂在容納凹部（520)中之後，利用 承接器板（5 10)與蓄電池套組（570)連接或導電方式。 容納凹部（530)的構造和容納凹部（520)相似，且對應地 具有導引槽（535)(539)和導引肩（537)(538)、及一鎖閂及保持 元件（533)[它可利用一動作鈕（531)動作]，以及電接點 (5 3 2)(5 34)(5 36)。在圖中，容納凹部（530)設計成比容納凹部 (520)!大的尺寸，且因_此，舉例而言，用於容納和蓄電池 套組（400)尺寸不同的蓄電池套組，例如該容納凹部（530)可 用於與蓄電池套組（570)作機械式及導電式連接。但要指 明，該容納凹部（520)(530)也如上述可設計成用於容納相同 £ 11 201130711 尺寸的畜電池套組。 依一實施例，該控制電子電路（580)設計成用於選擇性 地將蓄電池套組（570)、蓄電池套組（4〇〇)及/或一個及/或數 個其他接觸到承接器板（5 1〇)上的蓄電池套組作控制或與輪 轂馬達(160)作導電連接’以供電給@卜3的輪轂馬達 (160)。在此，承接器板（51〇)宜設計成將蓄電池套組（57〇) 與蓄電池套組（4 0 0)及/或一個及/或數個接觸到承接器板 (510)的蓄電池套組作並聯。舉例而言，電子電路（58〇)特別 包含所需之構件，例如接觸到承接器板（51〇)的蓄電池套組 [例如（400)]之操作所需者，電池管理所需者、及/或保護這 些蓄電池套組所需者。此外，該控制電子電路（58〇)可設計 成提供一個及或數個蓄電池套組及/或該蓄電池套組的充電 狀態的信號。 要指明，在圖5中，控制電子電路‘丨(58〇)和控制單元（18〇) 設計成具不同功能的分別元件，它們可在圖丨〜圖3的脚踏 車（100)中設在不同位置上。這點已在圖！〜圖3顯示，其 中能量儲存單元（170)和圖5中相關的控制電子電路（58〇)及 控制單元（180)呈分別的元件方式，在此，同樣可將控制單 元（180)a又在脚踏車（1〇〇)的不同位置’例如在下管（139)咬在 輪轂馬達（160)上。此外，同樣也可將控制電子電路（58〇)和 控制單元（180)設計成單一整合的構，或單一積體電路。舉 例而言，它們可設在圖1〜圖3的脚踏車（1〇〇)的承接器板 (510)上或其他適合地點β 同樣地要指明，承接器板（510)與蓄電池套組（57〇)的連 12 201130711 接v、疋例子，但不限制本發明承接器板(5 i 〇)却還可直接地 利用電導線（585)⑺虛㈣W與控料元（_連接，如果 此處控制電子電路⑽)與控制單元（18())設計成單—整合的 構件[它形成在承接H板（51G)中]，則承接器板（5⑼可經電 導線（172)直接與@ i〜圖3的輪較馬達連接，這點可 使圖1圖3的脚踏車（1 00)只用蓄電池套組[它們可接到承 接器板（10)上]操·作’例如具有數蓄電池套組（4〇〇)者，如此 可省却使用蓄電池套組。 最後還要指明，圖5中能量儲存單元（17〇)的使用只是 作為圖1〜圖3的脚气車（1〇〇)的範圍中的例子，但不限制 本發明，本發明的承接器板（51〇)却還可在不同的電用具， =別是手操作蓄電池套組用具使用，其中希望可用的能量 社度的時間延長或加大。舉例而言，承接器板（51〇)可用在 蓄電池刈草機及/或蓄電池吸塵器。 【圖式簡單說明】 圖1係依第一實施例之一具一電辅助驅動器的脚踏車 的示意側視圖； 圖2係依第二實施例之一具一電輔助驅動器的脚踏車 的示意側視圖； 圖3係依第三實施例之一具一電辅助驅動器的脚踏車 的示意側視圖； 圖4係在圖丨〜圖3的脚踏車可用的蓄電池套組的例子 的立體圖；

S 13 201130711 圖5係在圖1〜圖3的脚踏車可用的能量儲存器單元的 例子的立體圖。 【主要元件符號說明】 (100) 脚踏車 (110) 前輪 (112) 第二輪緣剎車 · (114) 手桿（手剎車把） (116) 龍頭（車把） (120) 後輪 (122) 第一輪緣剎車 (130) 脚踏車框架 (132) 鞍座 (134) 橫桁 (136) 座管 (137) 下管 (138) 控制管 (139) 下管 (142) 踏板 (144) 踏板 (146) 鏈條 (150) 輪毅 (160) 電機（輪轂馬達） (170) 能量儲存單元 14 201130711 - (172) 電導線 ， (180) 控制單元 (190) 載物架 (210) 連接部段 (400) 蓄電池套組 (412) 電端子 (414) 電端子 (416) 電端子 (420) 連接介面 (422) 導引或卡合元件 (424) 導引或卡合元件 (432) 保持槽 (442) 電瓶電池 (444) 電瓶電池 (446) 電瓶電池 (450) 殼體 (480) 蓄電池鑽孔螺絲機 (485) 蓄電池介面 (490) 箭頭 (510) 承接器單元（承接器板） (515) 電輸出端 (520) 第一蓄電池套組介面（容納凹部） (522) 接點端子 (523) 鎖閂及保持元件

S 15 201130711 (524) 接點端子 (526) 接點端子 (530) 第二蓄電池套組介面（容納凹部 (531) 動作鈕 (532) 電接點 (533) 鎖閂及保持元件 (534) 電接點 (535) 導引槽 (536) 電接點 (537) 導引肩 (538) 導引肩 (539) 導引槽 (542) 導引肩 (544) 導引肩 (552) 導引槽 (554) 導引槽 (560) 連接電路 (565) 電導線 (570) 蓄電池套組 (580) 控制電子電路 (585) 電導線 16

Claims (1)

1. 201130711 七、申請專利範圍：； h —種具有—電輔助驅動器（160)(1 70)(1 72)(1 80)的脚 車該電辅助驅動器有一電機（160)，該電機至少可當作 電馬達驅動且可與一第一蓄電池套組（570)呈導電連接以供 電’其特徵在： 叹有—承接器單元（51〇)，該蓄電池套組（570)可經由該 承接器單元（510)與至少一第二蓄電池套組（400)呈導電連 接。 2. 如申睛專利範圍第1項之脚踏車，其中： 該承接器單元（510)有至少一第一容納凹部（520)，該至 )第一蓄電池套組可經由該第一容納凹部（520)以機械方 式與該承接器單元（510)連接成導電方式。 3. 如申請專利範圍第1或第2項之脚踏車，其中： 該第一蓄電池套組（570)與該承接器單元（5 10)經一連接 線路（560)互相連接。 4. 如申請專利範圍第1或第2項之脚踏車，其中： δ亥承接器單元（5 1〇)至少有一第二容納凹部（53〇)，該至 少一第一蓄電池套組（57〇)可經由該第二容納凹部（53〇)以機 械方式與該承接器單元（51〇)連接成導電方式。 5 ·如申請專利範圍第1或第2項之脚踏車，其中：. S玄可當作電馬達操作的電機（160)可與該承接器單元 (510)連接成導電方式。 6.如申請專利範圍葶1或第2項之脚踏車，其中： r 至少該第二蓄電池套組（4〇〇)設計成用於一手持電用具 17 201130711 (480)中的蓄電池套組形式β 7. 如申請專利範圍第1或第2項之脚踏車， 至少該第二蓄電池套組（570)(4〇〇)至 離. 電池（442)(444)(446)。 經離子電瓶 8. 如申請專利範圍第1或第2項之脚踏車 ： 設有-控制單元（_，該控料元設計”可 性地使用該第一蓄電池套組(57〇)及〉或該至 選: 池套組（400)。 第一畜電 9. 如申請專利範圍第i或第2項之脚踏車，1中. 、該承接器元件（51〇)設計成與該第—蓄電池套組（570)及 /或至少一第二蓄電池套組（4〇〇)並聯。 1〇.一種脚踏車⑽）料承接器單元⑴0)，該脚踏車 (_有-電輔助驅動器（16〇)⑽)（172)⑽），該電輔助驅 動器有-電機（16G)’至少可當作電馬達操作，該電機可盘 至少一第一蓄電池套組（570)呈導電連接以供電，其特徵在 設有一容納凹部（520)以與至少一第二蓄電池套組（4〇〇) 以機械方式連接成導電方式，該第二蓄電池套組（4〇〇)可經 由該承接器單元（510)與該第一蓄電池套組呈導電連接。 八、圖式： (如次頁） 18