TW201341225A - 電助力自行車之反轉煞車機構 - Google Patents

Abstract

本發明有關於一種電助力自行車之反轉煞車機構，主要包含有一馬達、一曲柄軸、一大齒盤，以及一離合器，曲柄軸可轉動地穿設於馬達，大齒盤具有一連接馬達及曲柄軸之套筒，離合器設於曲柄軸與大齒盤之套筒之間，當曲柄軸於正向轉動時，離合器會受到曲柄軸之驅動來帶動大齒盤正向轉動，當曲柄軸於反向轉動時，離合器會受到曲柄軸之驅動而與套筒之間相對轉動，並且產生一延滯時間讓馬達中斷所提供的助力，接著離合器即可在此延滯時間來帶動大齒盤反向轉動，以達到煞車效果。

Description

電助力自行車之反轉煞車機構

本發明與電助力自行車有關，特別是指一種電助力自行車之反轉煞車機構。

一般自行車在騎乘時，騎乘者是以雙腳踩住踏板且以正踩方式來驅動曲柄軸轉動，曲柄軸在轉動時便會同步帶動大齒盤轉動，此時的大齒盤會再透過鏈條來帶動後輪轉動，以達到驅使自行車前進的目的。

當騎乘者要煞車時，通常是緊握煞車握把來驅動煞車卡鉗對後輪進行煞車動作，然而對某些握力不足的騎乘者來說，利如小孩或老年人，舊有的煞車設計可能沒有辦法達到應有的效果，無形中也就增加了騎乘時的危險性，所以業界已經研發出一種利用倒踩踏板來產生煞車效果的結構，例如US4,261,449以及US5,810,139號專利前案，即提供了利用鍊條受曲柄反踩倒轉時，連動了設於輪毂軸內之剎車機構來對後輪進行煞車動作；但是目前此等設計只有應用在一般的自行車而未確實應用在電助力自行車。因此，本案之發明人遂針對電助力自行車而開發出一種具有倒踩煞車功能之中置驅動機構。

本發明之主要目的在於提供一種電助力自行車之反轉煞車機構，其在倒踩時產生一延滯時間，用以形成一時間差來讓馬達停止提供助力。

為了達成上述目的，本發明之反轉煞車機構包含有一馬達、一曲柄軸、一大齒盤，以及一離合器。該曲柄軸可轉動地穿設於該馬達；該大齒盤具有一套筒，該套筒可單向轉動地連接該馬達且可轉動地套設於該曲柄軸之一端；該離合器設於該曲柄軸與該大齒盤之套筒之間。藉此，當該曲柄軸於反向轉動時，該離合器會受到該曲柄軸之驅動而與該套筒之間相對轉動，並且產生一延滯時間，讓該馬達能夠根據此延滯時間來停止提供助力，而該離合器會在此延滯時間後經由該套筒來帶動該大齒盤反向轉動。

在本發明所提供之反轉煞車機構中，該離合器具有一驅動件與一移動件，該驅動件固定於該曲柄軸且卡接於該大齒盤之套筒，該移動件可沿該曲柄軸之軸向移動地套設於該驅動件，並且在該曲柄軸反向轉動時會與該大齒盤之套筒之間相互推頂而朝遠離該套筒的方向產生軸向移動。

在本發明所提供之反轉煞車機構中，該大齒盤之套筒的外環面可具有一凸台或一凸柱，該離合器之移動件的外環面可具有一凹槽或一斜槽，藉由兩者之間的頂抵，該移動件於該曲柄軸反向轉動時即可朝遠離該套筒的方向產生軸向移動。

在本發明所提供之反轉煞車機構中，更包含有一感應器，該感應器電性連接該馬達，用以偵測該移動件是否產生軸向位移，一旦偵測到該移動件產生軸向位移時，該感應器便會中斷該馬達的助力。

為了詳細說明本發明之結構、特徵及功效所在，茲列舉二較佳實施例並配合下列圖式說明如後。

請參閱第一至三圖，為本發明第一較佳實施例所提供之反轉煞車機構10，主要應用於電助力自行車，包含有一馬達20、一曲柄軸30、一大齒盤40、一離合器50，以及一感應器60。

馬達20安裝於電助力自行車的車架，用以提供助力，由於馬達20為習知技術且非本案重點，在此容不贅述其細部結構。

曲柄軸30穿設於馬達20內且以其兩端分別連接一曲柄32，可受外力作用相對馬達20正向轉動或反向轉動。

大齒盤40具有一套筒42，套筒42藉由一軸承44而可轉動地套設於曲柄軸30，並藉由一單向器(圖中未示)與馬達20連接，使得大齒盤40可受馬達20的驅動而作單向轉動，用以輸出馬達20所提供的助力。此外，套筒42之外環面在本實施例中具有一凸台46，凸台46之兩側邊分別具有一第一斜面462，套筒42之內環面則具有二相對之嵌槽48。

請配合參閱第三至五圖，離合器50具有一驅動件51與一移動件52。驅動件51固定於曲柄軸30且於其外環面具有二嵌塊53及三導槽54，各嵌塊53用以嵌設於套筒42的嵌槽48內，使得驅動件51在受到曲柄軸30之驅動時可經由套筒42來同步帶動大齒盤40轉動，各導槽54沿著曲柄軸30之軸向延伸；移動件52之外環面在本實施例中具有一凹槽55，用以供套筒42之凸台46嵌設，如第五圖所示，凹槽55之槽壁的兩側分別具有一第二斜面552，移動件52之內環面則是具有三導塊56，分別用來嵌設於驅動件51之導槽54內，使得移動件52可沿著曲柄軸30之軸向相對驅動件51移動。

請配合參閱第三及八圖，感應器60在本實施例中具有一霍爾元件62及多數磁鐵64，霍爾元件62電性連接馬達20，該等磁鐵64間隔地設於移動件52之外環面且對應霍爾元件62。藉此，當移動件52尚未移動時，如第六圖所示，霍爾元件62可以偵測到磁鐵64而讓馬達20能夠持續輸出助力，當移動件52產生軸向移動之後，如第七圖所示，霍爾元件62會因為偵測不到磁鐵64而迫使馬達20停止輸出助力。

以上為本發明之反轉煞車機構10的結構，以下再就本發明之操作過程及特色進行說明。

當騎乘者以正踩方式來驅動曲柄軸30正向轉動時，首先離合器50之驅動件51會跟著曲柄軸30同步正向轉動，驅動件51在轉動時會藉由本身之嵌塊53與套筒42之嵌槽48之間的配合來帶動大齒盤40正向轉動，使得鏈條會被大齒盤40帶動來驅動後輪前進，此外，驅動件51在正向轉動時亦會藉由本身之導槽54與移動件52之導塊56之間的配合來帶動移動件52正向轉動，如第三至五圖所示。

當騎乘者以倒踩方式來驅動曲柄軸30反向轉動時，離合器50之驅動件51亦會跟著曲柄軸30同步反向轉動，此時的驅動件51會先藉由本身之導槽54與移動件52之導塊56之間的配合來帶動移動件52反向轉動，但是驅動件51之嵌塊53尚未與套筒42之嵌槽48之間形成卡接，所以離合器50之移動件52與大齒盤40之套筒42之間會產生相對轉動，然而在兩者產生相對轉動的過程中，移動件52之凹槽55與套筒42之凸台46之間會藉由第二斜面552與第一斜面462之間的相互頂抵，讓移動件52沿著曲柄軸30之軸向朝遠離套筒42的方向移動，如第六及七圖所示，此時的霍爾元件62會因為移動件52的移動而感應不到磁鐵64的位置，進而迫使馬達20停止輸出助力至大齒盤40，接著驅動件51之嵌塊53會再與套筒42之嵌槽48相互接觸來帶動大齒盤40反向轉動，當大齒盤40開始反向轉動時，即可拉動鏈條來產生煞車效果。

請再參閱第九圖，為本發明第二較佳實施例所提供之反轉煞車機構70，其主要結構與上述實施例大致相同，惟其差異在於套筒82是以圓形凸柱84來替代凸台46的設計，移動件86則是以斜槽88來替代凹槽55的設計。藉此，當曲柄軸80反向轉動時，移動件86會藉由本身之斜槽88的槽壁與套筒82之圓形凸柱84之間的相互推頂而朝遠離套筒82的方向產生軸向移動，如第十及十一圖所示，如此同樣可以達到帶動大齒盤反轉之目的。

綜上所陳，本發明之反轉煞車機構讓曲柄軸在正向轉動時能夠驅使電助力自行車前進，在曲柄軸反向轉動時則是能夠藉由離合器之移動件的軸向移動及配合感應器的偵測來中斷馬達的助力而產生一延滯時間，並且在此延滯時間後利用離合器之驅動件來帶動大齒盤反向轉動，藉以達到產生煞車效果之目的。

「第一實施例」

10．．．反轉煞車機構

20．．．馬達

30．．．曲柄軸

32．．．曲柄

40．．．大齒盤

42．．．套筒

44．．．軸承

46．．．凸台

462．．．第一斜面

48．．．嵌槽

50．．．離合器

51．．．驅動件

52．．．移動件

53．．．嵌塊

54．．．導槽

55．．．凹槽

552．．．第二斜面

56．．．導塊

60．．．感應器

62．．．霍爾元件

64．．．磁鐵

「第二實施例」

70．．．反轉煞車機構

80．．．曲柄軸

82．．．套筒

84．．．圓形凸柱

86．．．移動件

88．．．斜槽

第一圖為本發明第一較佳實施例之立體圖。

第二圖為本發明第一較佳實施例之局部立體圖。

第三圖為第二圖之局部立體分解圖。

第四圖為第二圖之縱向剖視圖。

第五圖為第二圖之俯視圖，主要顯示離合器之移動件尚未移動之狀態。

第六圖類同於第四圖，主要顯示離合器之移動件產生軸向移動後之狀態。

第七圖類同於第五圖，主要顯示離合器之移動件產生軸向移動後之狀態。

第八圖為本發明第一較佳實施例之方塊圖，主要顯示馬達與感應器之霍爾元件之間的電性連接關係。

第九圖為本發明第二較佳實施例之局部立體圖。

第十圖為第九圖之俯視圖，主要顯示離合器之移動件尚未移動之狀態。

第十一圖為第九圖之局部俯視圖，主要顯示離合器之移動件產生軸向移動後之狀態。

30．．．曲柄軸

42．．．套筒

46．．．凸台

52．．．移動件

55．．．凹槽

60．．．感應器

62．．．霍爾元件

64．．．磁鐵

Claims (8)

1. 一種電助力自行車之反轉煞車機構，包含有：一馬達；一曲柄軸，可轉動地穿設於該馬達；一大齒盤，具有一套筒，該套筒可單向轉動地連接該馬達且可轉動地套設於該曲柄軸之一端；以及一離合器，設於該曲柄軸與該大齒盤之套筒之間，當該曲柄軸於正向轉動時，該離合器會受到該曲柄軸之驅動而經由該套筒來帶動該大齒盤正向轉動，當該曲柄軸於反向轉動時，該離合器會受到該曲柄軸之驅動而與該套筒之間相對轉動，並且產生一延滯時間，使得該離合器在該延滯時間內經由該套筒來帶動該大齒盤反向轉動。
2. 如請求項1所述之電助力自行車之反轉煞車機構，其中該離合器具有一驅動件與一移動件，該驅動件固定於該曲柄軸且卡接於該大齒盤之套筒，該移動件可沿該曲柄軸之軸向移動地套設於該驅動件，並且在該曲柄軸反向轉動時會與該大齒盤之套筒之間相互推頂而朝遠離該套筒的方向產生軸向移動。
3. 如請求項2所述之電助力自行車之反轉煞車機構，其中該大齒盤之套筒的外環面具有一凸台，該凸台具有二第一斜面，該離合器之移動件的外環面具有一供該凸台嵌設之凹槽，該凹槽之槽壁具有二第二斜面，使得該移動件於該曲柄軸反向轉動時會藉由該凹槽之第二斜面與該凸台之第一斜面之間的相互推頂而朝遠離該套筒的方向產生軸向移動。
4. 如請求項2所述之電助力自行車之反轉煞車機構，其中該大齒盤之套筒的外環面具有一凸柱，該離合器之移動件的外環面具有一斜槽，用以供該凸柱嵌設，使得該移動件於該曲柄軸反向轉動時會藉由該斜槽之槽壁與該套筒之凸柱之間的相互推頂而朝遠離該套筒的方向產生軸向移動。
5. 如請求項2至4中任一項所述之電助力自行車之反轉煞車機構，其中該大齒盤之套筒的內環面具有至少一嵌槽，該離合器之驅動件的外環面具有至少一嵌塊，用以嵌設於該嵌槽內。
6. 如請求項2至4中任一項所述之電助力自行車之反轉煞車機構，其中該離合器之驅動件的外環面具有至少一導槽，該導槽沿著該曲柄軸之軸向延伸，該移動件之內環面具有至少一導塊，用以嵌設於該導槽內。
7. 如請求項2所述之電助力自行車之反轉煞車機構，包括有一感應器，該感應器電性連接該馬達，用以在偵測到該移動件產生位移時中斷該馬達的助力。
8. 如請求項7所述之電助力自行車之反轉煞車機構，其中該感應器具有一霍爾元件與多數磁鐵，該霍爾元件電性連接該馬達，該等磁鐵間隔地設於該移動件之外環面且對應該霍爾元件。