TW201507924A - 可用馬達和肌力驅動的車子（一） - Google Patents

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Abstract

一種可利用馬達力及/或踏板力驅動的車子，特別是電腳踏車，包含：一曲柄驅動器(2)，其具有一踩踏軸承軸(20)，一鏈齒輪(4)，其將一股驅動該車子用的驅動力矩發出到一鏈條(3)，一電驅動器(3)，及一摩擦式聯動器(10)其用於將變速比作無段式改變，其中，該摩擦式聯動器(10)和該電驅動器(3)設在該曲柄驅動器(2)上，且其中，該摩擦式聯動器(10)與該曲柄驅動器(2)連接且設計成為一騎車者產生的力矩傳到該鏈齒輪。 (圖2)

Description

可用馬達和肌力驅動的車子(一)
本發明關於一種可用馬達和人力驅動的車子，特別是一種電輔助腳踏車，其具有一摩擦聯動器。
舉例而言，先前技術的電動腳踏車有各種不同的設計。在此有些電動腳踏車的電驅動器設在踩踏軸承驅動(中位置馬達設計)，如此經由一鏈條驅動後輪。在此，在後輪上可設一切換裝置，例如一鏈條電路或輪轂電路，此處人們希望有其他選擇的設置，特別是切換裝置方面。
具有申請專利範圍第1項特徵的可用馬達及/用肌力驅動的車輛(特別是電動腳踏車)的優點為，電驅動器和切換裝置的構造可特別緊密，在此可達成一特別優點：切換裝置(換槽裝置)可將變速比作無段式變化，在此，依本發明可達成特別緊密的構造方式。此外，利用變速比的無段式變化，在踏板驅動和電驅動之間可達成特佳的合作，因此本發明特別適合電動腳踏車。在此，即使在負荷之下，也可將變速比改變而毫無問題。特別是在變速比改變時的噪音可以避免，因此依本發明，改變其變速比很輕鬆，這點依本發明達成之道為：該車輛有一個具一踩踏軸承軸的曲柄驅動器、一鏈齒輪、及一電驅動器，此外該車輛為了將轉速比作無 段式改變故有一個無段式的摩擦聯動器。在此該摩擦聯動器設在曲柄驅動器上，且與曲柄驅動器連接及設計成將由騎車者產生的一股力矩傳到該鏈齒輪。此無段式摩擦聯動器另有一優點：可在負荷下換檔，且騎車者不會感到變速比驟變時的不舒服。如此造成一種特別有利的行駛感覺，特別是與該電驅動器組合時尤然，因為其力矩和轉速同樣可無段式控制。
申請專利範圍附屬項顯示本發明之有利的進一步特點。
為了使構造特別緊密，摩擦環聯動器宜設在曲柄驅動器的殼體內。
另一較佳方式，該車子有一第一行星齒輪聯動器級，經由它將驅動器與鏈齒輪連接並將鏈齒輪驅動。此行星齒輪聯動器級和鏈齒輪間的連接舉例而言可利用一匣或類似物達成。此匣宜經由一自由輪系統支承在踩踏軸承軸上。
最好該電驅動器經由該摩擦聯動驅動該鏈齒輪，如此有一優點，可利用該摩擦聯動器作可無段式調整的變速，因此可各依電驅動器的控制利用該摩擦聯動器達最佳的變速比。
另一較佳方式係將摩擦聯動器經第一行星齒輪聯動器與鏈齒輪連接。在此特佳的方式係將一行星齒輪聯動器設在該電驅動器和摩擦聯動器之間。
最好該行星齒輪聯動器的一空心齒輪有外齒輪，藉它將電馬達的出力傳到行星齒輪聯動器。
依本發明另一較佳實施例，摩擦聯動器的變速可利用一可由騎車者動作的動作器改變，如果摩擦聯動器為一CVT聯動器，則該上錐形 盤對之一宜利用一「調整馬達」作調整。
如果踩踏軸軸延伸穿過摩擦聯動器的一構件(特別是穿過CVT聯動件的錐形盤對之一)則構造特別緊密。
另一較佳方式，該車子另有一第二行星齒輪聯動器，其中第二行星齒輪聯動器設在踩踏軸承軸和摩擦聯動器之間，如此由騎車者所施的力矩可作更佳的配合及變速。
此外該車輛宜包含一控制單元以及一用於檢出一力量的感測器，此力量係由騎車者施加者。如此可測定一力量值，其中該控制單元設計成將車輛的電驅動器根據檢出之力量值控制。如果不用這種方式(或除了這種方式外另外)也可使用一由騎車者施的力量以控制該電驅動器，該力量感測器宜設在第二行星齒輪聯動器的空心齒輪上，用此方式，力量感測器可簡單地結合到馬達聯動器裝置。
依本發明另一較佳實施例，摩擦聯動器設在踩踏曲柄軸上方。另一較佳方式，電馬達設在踩踏曲柄下方。
本發明的車輛特宜為一電腳踏車，其中藉使用本發明無式的錐形環聯動器可省卻腳踏車後輪上的換檔裝置。在此，將電驅動器和換檔裝置錐形環聯動器方式設在一踩踏軸承上還可使電腳踏車的重心特別低，這點對電腳踏旳操作性有正面效果。
以下配合附圖詳細說明本發明的較佳實施例。在實施例中相同或功能相同的部分各用相同圖號表示。
(1)‧‧‧電腳踏車
(2)‧‧‧曲柄驅動器
(3)‧‧‧電驅動器
(4)‧‧‧鏈齒輪
(5)‧‧‧鏈條
(6)‧‧‧小齒輪
(7)‧‧‧(具有踏板的)曲柄
(8)‧‧‧(具有踏板的)曲柄
(9)‧‧‧後輪
(10)‧‧‧CVT聯動器
(11)‧‧‧輸入錐形盤對
(12)‧‧‧輸出錐形盤對
(13)‧‧‧拉力手段
(14)‧‧‧中間軸
(15)‧‧‧行星齒輪聯動器
(16)‧‧‧太陽齒輪
(17)‧‧‧行星齒輪
(18)‧‧‧行星齒輪載體
(19)‧‧‧空心齒輪
(20)‧‧‧踩踏軸承軸
(21)‧‧‧第一踩踏軸承
(22)‧‧‧第二踩踏軸承
(23)‧‧‧第三踩踏軸承
(25)‧‧‧第一聯動器級
(26)‧‧‧第一齒輪
(27)‧‧‧第二齒輪
(28)‧‧‧中間齒輪
(31)‧‧‧第一軸承
(32)‧‧‧第二軸承
(35)‧‧‧第四踩踏軸承
(36)‧‧‧第五踩踏軸承
(43)‧‧‧拉桿
(44)‧‧‧張緊螺桿
(45)‧‧‧彈簧
(46)‧‧‧馬達輸出軸
(51)‧‧‧馬達小齒輪
(53)‧‧‧匣
(55)‧‧‧第二行星齒輪聯動器
(56)‧‧‧太陽齒輪
(57)‧‧‧行星齒輪
(58)‧‧‧行星齒輪載體
(59)‧‧‧空心齒輪
(60)‧‧‧控制單元
(61)‧‧‧力量感測器
(62)‧‧‧調整馬達
圖1係依本發明一第一實施例的電腳踏車的示意圖；圖2係依本發明一第一實施例的一曲柄驅動器的示意圖；圖3係依本發明一第二實施例的一曲柄驅動器的示意圖；圖4係依本發明一第三實施例的一曲柄驅動器的示意圖；圖5係圖4的曲柄驅動器的部分示意圖。
以下配合圖1、2說明依本發明一第一較佳實施例的電腳踏車(1)詳細說明。
如圖1所示，電腳踏車(1)包含一曲柄驅動器(2)，有一電驅動器(3)(見圖2)整合到其中。一鏈齒輪(4)將一驅動力量經一鏈條(5)送到一設在一後輪(9)上的小齒輪(6)，圖號(7)(8)表示電腳踏車之具踏板的曲柄。
圖2顯示曲柄驅動器(2)的細節。曲柄驅動器(2)除了二曲柄(7)(8)外還包含一踩踏軸承軸(20)，它支承在一第一踩踏軸承(21)及一第二踩踏軸承(22)和一第三踩踏軸承(23)上。一曲騎車者施加的踩踏力量經踏板傳到踩踏軸承軸(20)，踩踏軸承軸的旋轉用箭頭A表示。
此外，在踩踏軸承軸(20)上設有一CVT聯動器(10)的一輸入錐形盤對(11)。此外，此CVT聯動器(10)包含一輸出錐形盤對(12)以及一拉力手段(13)〔它將二錐形盤對連接，例如為一傳動帶〕，在此，輸出錐形盤對(12)固定在一中間軸(14)上，其上另設一第一聯動級(25)的一第一齒輪。
第一聯動級(25)另包含一第二齒輪(27)及一中間齒輪(28)以在第一聯動器級(25)中將轉向反轉。
此外如圖2所示，第二齒輪(27)與一行星齒輪聯動器(15)的 一行星齒輪載體(18)連接。此行星齒輪聯動器(15)另包含一太陽齒輪(16)、一些行星齒輪(17)及一空心齒輪(19)，在此太陽齒輪(16)設在一些一匣(53)上，其上也設有鏈齒輪(4)(見圖2)，在此匣(53)經由第二及第三踩踏軸承(22)(23)支承在踩踏軸承軸(20)上。
此外，行星齒輪聯動器(15)的空心齒輪(19)有一外齒牙，它與電驅動器(3)的一馬達小齒輪(51)嚙合。在此，馬達小齒輪(51)設在一馬達輸出軸(46)上，一控制單元(60)控制此電驅動器(3)。
第一聯動器級(25)的第二齒輪(25)利用一第一軸承(31)支承在踩踏軸承軸(20)。此外，行星齒輪聯動器(18)的空心齒輪(19)利用一第二軸承(32)支承在踩踏軸承軸上。
CVT聯動器(10)可經一動作器(圖未示)由騎車者切換，因此電腳踏車可省卻後輪(9)之輪轂上的換檔切換器。
因此，騎車者踩踏板的力量可全經踩踏軸承軸(20)在CVT聯動器(10)進入行星齒輪聯動器(15)。此外，如果想要另外還用(或只用)電驅動器(3)驅動，則電驅動器的力矩同樣進入行星齒輪聯動器(15)並由該處經太陽齒輪(16)和匣(53)傳到鏈齒輪(4)。
因此，依本發明，該設計成CVT聯動器(10)形式的摩擦聯動器擔任腳踏車的換檔裝置的功能。在此，在CVT聯動器(10)上可將變匣比無段式地改善。在此，在曲柄驅動上具有聯動器的本發明之驅動單元可做得很緊密且構造很小。此處馬達輸出軸(46)平行於踩踏曲柄軸(20)，也平行於CVT聯動器(10)輸出端的中間軸(14)。
因此本發明，在曲柄驅動器(2)上設一換檔裝置及一電驅動 器(3)。在此，最好該電驅動器(3)和換檔裝置〔設計成CVT聯動器(10)形式〕設在曲柄驅動器(2)的一個共同殼體中。如圖2所示，此處中間軸(14)設在踩踏曲柄軸(20)上方，且電驅動器(3)設在踩踏軸承軸(20)下方。在此，CVT聯動器(10)可使由騎車者施的力矩作無段的變速。如此，由騎車者施的力矩和由電驅動器(3)提供的力矩可作特佳的配合。特別是CVT聯動器(10)也可在負荷之下將變比改變，因此在必要時，即使在電驅動器(3)的變速比改變時，也可連續驅動，並提供附加的力矩推進。
圖3顯示依本發明一第二實施例的一曲柄驅動器。其中和第一實施例不同者，除了由騎車者踩踏板所施的力矩外還有電驅動器(3)輸出的力矩進入CVT驅動器(10)，在此，在踩踏軸承軸(20)和CVT聯動器(10)間，以在在電驅動器(3)和CVT聯動器(10)間設有一行星齒輪聯動器(15)。在此，行星齒輪聯動器(15)的太陽齒輪(16)牢設在踩踏軸承軸(20)上因此接收由踩踏板產生的力矩。電驅動器(3)經馬達輸出軸(46)及一馬達小齒輪(51)將一力矩送到行星齒輪聯動器(15)的齒輪(19)，在此，行星齒輪(15)經一行星齒輪造體(18)出力，行星齒輪載體和空心軸(34)連接，空心軸(34)經一第四及第五踩踏軸承(35)(36)支承在踩踏軸承上，因此與CVT聯動器(10)的「輸入錐形盤對」(11)牢接(見圖3)。
CVT聯接器(10)下流又接一個聯動器級(25)，它具一第一齒輪(26)、一第二齒輪(27)、及一中間齒輪(28)以作轉向反轉。在此第二齒輪(27)直接設在匣(53)上，鏈齒輪(4)就該在匣(53)上。
在此，第二實施例有一優點：經由CVT聯動器可將由騎車者踩踏板所施之力矩以及電驅動器(3)所施力矩用CVT聯動器以所要方式變 速。如此電驅動器(3)用以下方式控制，它儘量一直在最佳轉速範圍操作，然後經由CVT聯動器(10)依驅車者踩踏板所施之力矩而定作最佳的變速。
圖4及圖5顯示依本發明一第三實施例的一曲柄驅動器(2)。一如在第一實施例，在此第三實施例中只有由騎車者所施之力矩可經由CVT聯動器(10)改變。電驅動器(3)將其力矩送入一第一行星齒輪聯動器(15)，一如在第一實施例然。此外在此第三實施例還設有一第二行星齒輪聯動器(55)，它具有一太陽齒輪(56)、一些行星齒輪(57)、一行星齒輪載體(58)及一空心齒輪(59)，空心齒輪(59)係固定者，由騎車者踩踏板所施的力矩經由行星齒輪載體(58)〔它與踩踏軸承軸(20)連接〕送入第二行星齒輪聯動器(55)，來自第二行星齒輪聯動器(55)的出力經太陽齒輪(56)到一空心軸(34)，空心軸(34)利用一第四及第五踩踏軸承(35)(36)支承在踩踏軸承軸(20)上，空心軸(34)直接與CVT聯動器(10)的輸入錐形盤對(11)連接。
此外在第二行星齒輪聯動器(55)的固定的空心齒輪(59)上還設有一接桿(43)，它與一「張緊螺桿」(44)連接，以將CVT聯動器(10)施預應力，拉桿(43)利用一彈簧(45)作預繃緊(見圖5)。
此外，在固定的空心齒輪(59)上設有一力量感測器(61)，它設計成將騎車者所施之踏板力量求出，力量感測器(61)與控制單元(60)連接。為了調整CVT聯動器(10)的變速比，設有一調整馬達(62)及一調整螺桿(63)。利用調整螺桿(63)特別能將CVT聯動器(10)的輸出錐形盤對(12)的間隔改變。
如果騎車者經由曲柄(7)(8)踩踏板，則有一力量施到第二行星齒輪聯動器(55)的固定之空心齒輪(59)，此力矩傳到拉桿(43)。如果騎車者 作操作者踩踏板踩得更厲害，因此力矩提高，則張緊螺桿(44)轉得更厲害。同時，在張緊螺桿(44)的相及側，有一力量被利用空心齒輪(59)上的力量感測器測量，此力量相當於由騎車者施的力量，根據此力量，控制單元測定CVT聯動器(10)的最佳變速比並對應地控制「調整馬達」(62)。因此，在第三實施例，藉著將踏板力量作簡單而密集的測量，可確保CVT聯動器(10)的最佳變速比例的控制。
(2)‧‧‧曲柄驅動器
(3)‧‧‧電驅動器
(4)‧‧‧鏈齒輪
(7)‧‧‧(具有踏板的)曲柄
(8)‧‧‧(具有踏板的)曲柄
(10)‧‧‧CVT聯動器
(11)‧‧‧輸入錐形盤對
(12)‧‧‧輸出錐形盤對
(13)‧‧‧拉力手段
(14)‧‧‧中間軸
(15)‧‧‧行星齒輪聯動器
(16)‧‧‧太陽齒輪
(17)‧‧‧行星齒輪
(18)‧‧‧行星齒輪載體
(19)‧‧‧空心齒輪
(20)‧‧‧踩踏軸承軸
(21)‧‧‧第一踩踏軸承
(22)‧‧‧第二踩踏軸承
(23)‧‧‧第三踩踏軸承
(25)‧‧‧第一聯動器級
(26)‧‧‧第一齒輪
(27)‧‧‧第二齒輪
(28)‧‧‧中間齒輪
(31)‧‧‧第一軸承
(32)‧‧‧第二軸承
(46)‧‧‧馬達輸出軸
(51)‧‧‧馬達小齒輪
(53)‧‧‧匣
(60)‧‧‧控制單元

Claims (11)

  1. 一種可利用馬達力及/或踏板力驅動的車子，特別是電腳踏車，包含：一曲柄驅動器(2)，其具有一踩踏軸承軸(20)，一鏈齒輪(4)，其將一股驅動該車子用的驅動力矩發出到一鏈條(3)，一電驅動器(3)，及一摩擦式聯動器(10)其用於將變速比作無段式改變，其中，該摩擦式聯動器(10)和該電驅動器(3)設在該曲柄驅動器(2)上，且其中，該摩擦式聯動器(10)與該曲柄驅動器(2)連接且設計成為一騎車者產生的力矩傳到該鏈齒輪。
  2. 如申請專利範圍第1項之車子，其中：該摩擦聯動器(10)設在該曲柄驅動器的一殼體內。
  3. 如申請專利範圍第1或第2項之車子，其中：該摩擦聯動器為一種CVT聯動器，具有一輸入錐形齒輪對(11)、一輸出錐形齒輪對(12)及一拉力手段(13)。
  4. 如申請專利範圍第1或第2項之車子，其中：該電驅動器(3)經一第一行星齒輪聯動器(15)驅動該鏈齒輪(4)。
  5. 如申請專利範圍第1或第2項之車子，其中：該電驅動器(3)經該摩擦聯動器驅動該鏈齒輪(4)。
  6. 如申請專利範圍第4項之車子，其中：該摩擦聯動器(10)經該第一行星齒輪聯動器(15)與該鏈齒輪(4)連接。
  7. 如申請專利範圍第1或第2項之車子，其中：該踩踏軸承軸(20)穿過該摩擦聯動器(10)的一構件過去，特別是穿過該 輸入錐形齒輪對(11)過去。
  8. 如申請專利範圍第1或第2項之車子，其中：更包含一第二行星齒輪聯動器(55)，其中該第二行星齒輪聯動器(55)設在該踩踏軸承軸(20)和該摩擦聯動器(10)之間。
  9. 如申請專利範圍第1或第2項之車子，其中：更包含一控制單元(60)及一檢出一力量用的力量感測器(61)，該力量係由一騎車者施加者，其中該控制單元(60)設計成根據該力量感測器(61)檢出的力量值控制該電驅動器(3)。
  10. 如申請專利範圍第9項之車子，其中：該力量感測器(61)設在該第二行量齒輪聯動器(55)之固定的空心齒輪(59)上。
  11. 如申請專利範圍第1或第2項之車子，其中：該摩擦聯動器(10)沿在該踩踏軸承宙(20)上方及/或該電驅動器(3)設在該踩踏軸承軸(20)下方。
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