TW201811607A

TW201811607A - 使用於助力腳踏車的曲柄傳動機構

Info

Publication number: TW201811607A
Application number: TW105129993A
Authority: TW
Inventors: 高黃曉; 陳飛雅
Original assignee: 達方電子股份有限公司
Priority date: 2016-09-14
Filing date: 2016-09-14
Publication date: 2018-04-01
Also published as: TWI606958B; US10479444B2; US20180072376A1

Abstract

本發明提供一種動力傳遞裝置，包含有中軸、驅動盤、第一從動盤及感測裝置。驅動盤設置於中軸上，並隨中軸轉動。驅動盤包含具有驅動面的第一卡塊。第一從動盤可相對於中軸軸向移動地套合於中軸上。第一從動盤包含第二卡塊；其中第二卡塊具有與驅動面至少部分相對的被動面。感測裝置設置於鄰近第一從動盤處，並感測第一從動盤沿中軸軸向上之移動距離。當中軸帶動驅動盤旋轉時，驅動面壓迫被動面相應旋轉並同時沿中軸軸向滑動遠離驅動盤，並為感測裝置所感知。

Description

使用於助力腳踏車的曲柄傳動機構

本發明係提供一種動力傳遞裝置；特別是一種可使用於人力驅動車輛的動力傳遞裝置。

長久以來，自行車及三輪車等各式人力驅動車輛一直廣為使用於世界各地的交通運輸系統中。除此之外，人力驅動車輛亦大量被使用於休閒娛樂及運動競技的用途中。然而在特定用途的人力驅動車輛上，為彌補人力的不足，可視情況加裝輔助動力，以提供額外的驅動力，節省人力的花費。

以傳統的自行車為例，為了更適合運輸用途或符合特定族群之使用需求，可在自行車上加設電池及電力馬達，以提供額外的輔助動力。然而為兼顧來自於人力的動力及輔助動力的平衡，避免過於依賴輔助動力而成為完全的動力車輛，在進行設計時必需考慮輔助動力對於車輛驅動時提供輔助的時機以及提供輔助動力的大小。

在傳統的設計中，可以人力踩踏的轉速、坡度、速度等因素來綜合判斷輔助動力介入的時機及量值的大小。此外，亦有設計在傳動機構中加設扭力判斷機制，以判斷當下人力踩踏產生的扭力，以判斷輔助動力介入的時機及量值。然而在傳統的扭力判斷機制中，往往需在實際的動力傳輸流之外另外加設分支的機構，來達成扭力判斷的目的。此類設計往往造成動力的損耗，或者是與實際的扭力有所出入，而不夠準確。

本發明之一目的在於提供一種動力傳遞裝置，可得知傳動軸所承受之扭力狀況。

本發明之另一目的在於提供一種動力傳遞裝置，可降低在偵測扭力狀況時動力的耗損。

本發明之動力傳遞裝置可使用於動力輔助的人力自行車上，且包含有中軸、驅動盤、第一從動盤及感測裝置。驅動盤與中軸軸向垂直地設置於中軸上，並隨中軸轉動。驅動盤包含第一面及設置於第一面上的至少一第一卡塊；其中第一卡塊具有驅動面。第一從動盤係可相對於中軸軸向移動地套合於中軸上。第一從動盤包含與第一面相對的第二面，以及設置於第二面上的第二卡塊；其中第二卡塊具有與驅動面至少部分相對的被動面。感測裝置設置於鄰近第一從動盤處，並感測第一從動盤沿中軸軸向上之移動距離。

驅動面及被動面抵觸產生的作用力同時在中軸旋轉的切線方向及中軸軸向上具有分量。當中軸未帶動驅動盤旋轉時，感測裝置與第二面之間具有第一間距；而當中軸帶動驅動盤旋轉時，驅動面壓迫被動面相應旋轉並同時沿中軸軸向滑動遠離驅動盤。此時感測裝置與第二面之間具有第二間距，第一間距與第二間距相異。

當感測裝置測得與第一間距相異的第二間距時，即可據以計算中軸當下承受的扭力值、相應的輸出電壓或其他物理量。根據所計算得到的扭力值、相應的輸出電壓或上述的其他物理量，即可判斷是否提供輔助動力經由中軸或不經由中軸提供給自行車。

10‧‧‧動力傳遞裝置

11‧‧‧外殼體

20‧‧‧五通

30‧‧‧車輪

50‧‧‧齒盤

70‧‧‧齒輪

100‧‧‧中軸

101‧‧‧曲柄

102‧‧‧踏板

110‧‧‧珠穴

111‧‧‧滾珠

300‧‧‧驅動盤

301‧‧‧孔洞

310‧‧‧第一面

330‧‧‧第一卡塊

331‧‧‧驅動面

500‧‧‧第一從動盤

501‧‧‧孔洞

510‧‧‧第二面

511‧‧‧磁區

530‧‧‧第二卡塊

531‧‧‧被動面

550‧‧‧套管部

551‧‧‧突部

553‧‧‧外壁面

555‧‧‧珠穴

610‧‧‧滾珠

611‧‧‧滾珠

630‧‧‧凹穴

700‧‧‧感測裝置

800‧‧‧彈性元件

900‧‧‧第二從動盤

910‧‧‧孔洞

911‧‧‧內壁面

913‧‧‧導溝

915‧‧‧側壁

917‧‧‧底面

G1‧‧‧第一間距

G2‧‧‧第二間距

圖1為使用本發明動力傳遞裝置之人力自行車實施例示意圖；圖2A及圖2B為本發明動力傳遞裝置之實施例元件爆炸圖；圖3A及圖3B為中軸未帶動驅動盤進行旋轉前之實施例示意圖；圖4A及圖4B為中軸帶動驅動盤進行旋轉後之實施例示意圖；圖5為動力傳遞裝置之另一實施例元件爆炸圖；圖6A及圖6B為動力傳遞裝置具有第二從動盤之實施例元件爆炸圖；圖6C為滾珠部分容納於凹穴內之局部放大示意圖；圖7A及圖7B分別為中軸未帶動驅動盤進行旋轉前及帶動驅動盤進行旋轉後的示意圖；圖8A及圖8B所示為動力傳遞裝置具有滾珠之實施例元件爆圖。

本發明係提供一種動力傳遞裝置。在較佳實施例中，本發明之動力傳遞裝置係用於車輛上，特別是人力驅動的車輛，例如動力輔助的人力自行車、人力三輪車以及其他需要動力輔助的人力車輛。

如圖1所示，動力傳遞裝置10可使用於動力輔助的人力自行車上，並設置於車架五通20內。動力傳遞裝置10具有外殼體11及中軸100，中軸100係設置於外殼體11內，且兩端較佳可各自分別連接曲柄101，而曲柄101再連接踏板102，以供使用者踩踏，而經由與動力傳遞裝置10連接之齒盤50而驅動自行車的車輪30。然而在不同實施例中，動力傳遞裝置10亦經由齒輪組及螺桿來驅動車輪30，或以其他方式來驅動車輪30。此外，齒盤50亦可與動力源(圖未示)連接，以受動力源驅動而轉動，以帶動自行車的車輪30轉動。動力源較佳係為電動馬達，但不限於此。動力源係可以齒輪組、皮帶、鏈條、螺桿、其他機構或上述的組合將動力傳遞至齒盤50或直接傳遞至車輪30上。

在圖2A及圖2B所示之實施例中，除了中軸100之外，動力傳遞裝置10包含有驅動盤300、第一從動盤500及感測裝置700。中軸100之軸向之延伸方向係標示為X軸，而中軸100本身可繞X軸而以旋轉方向R轉動。驅動盤300係設置於中軸100上，且較佳與中軸100之軸向垂直。在較佳實施例中，驅動盤300的中心可具有孔洞301供中軸100穿過，且中軸100會與孔洞301內壁卡合，使驅動盤300可隨中軸100繞著X軸同步轉動。另如圖2A及圖2B所示，驅動盤300上具有第一面310。第一面310較佳係垂直於中軸100，而前述的孔洞301可形成於第一面310的中心位置。此外，圖2A及圖2B上另標示有Y軸與Z軸，X軸、Y軸與Z軸係彼此互相垂直，而第一面310較佳係實質平行於Y軸與Z軸所張之平面；換言之，當驅動盤300相對於X軸旋轉時，第一面310的旋轉面係平行於Y軸與Z軸所張之平面。

此外，第一面310上設置有至少一個第一卡塊330。第一卡塊330的數量可以為複數；例如在圖2A及圖2B所示實施例中，第一面310上係設有三個第一卡塊330，且彼此均以中軸100為中心而呈環形排列於第一面310上。換言之，每一第一卡塊330與中軸100的距離均相等，但並不以此為限。第一卡塊330上具有驅動面331。如圖2A及圖2B所示，驅動面331較佳係橫切於中軸100旋轉的方向；換言之，驅動面331係直立於第一面310上，且在驅動面331所在位置的旋轉切線方向係穿過驅動面331。驅動面331與第一面310較佳夾大於90度的鈍角θ₁，但兩者亦可垂直。

第一從動盤500係套合於中軸100上，並可相對於中軸100進行軸向移動。如圖2A及圖2B所示，第一從動盤500較佳在中央具有孔洞501供中軸100穿過，藉此第一從動盤500可沿著X軸方向相對於中軸100進行軸向移動。第一從動盤500較佳亦垂直於中軸100，並平行於驅動盤300。由於驅動盤300係固定於中軸100上，因此當第一從動盤500沿著X軸方向相對於中軸100移動時，即同時相對於驅動盤300接近或遠離。第一從動盤500上具有第二面510與第一面310相對。第二面510較佳係垂直於中軸100，而前述的孔洞501可形成於第二面510的中央位置。

第二面510上設置有至少一第二卡塊530，每一第二卡塊530係與一第一卡塊330相對應。第二卡塊530的數量可以為複數；例如在圖2A及圖2B所示實施例中，第二面510上係設有三個第二卡塊530，且彼此均以中軸100為中心而呈環形排列於第二面510上。換言之，每一第二卡塊530與中軸100的距離均相等，但並不以此為限。第一卡塊330係嵌合於相鄰的兩個第二卡塊530之間；相對地，第二卡塊530亦嵌合於相鄰的兩個第一卡塊330之間。藉由此一設置，可進一步減少動力傳導上的損失，並使中軸100旋轉時產生的扭力更均勻地分佈於驅動盤300及第一從動盤500上。

第二卡塊530上具有被動面531與所對應的第一卡塊330上的驅動面331相對，且兩者至少部分直接或間接相抵觸。當驅動盤300隨著中軸100轉動時，第一卡塊330即會藉由驅動面331及被動面531的直接或間接接觸而帶動第二卡塊530移動，進而促使第一從動盤500相應(1)循著R方向繞著X軸旋轉，且(2)朝負X軸方向移動而遠離驅動盤300一段距離。被動面531較佳係橫切於中軸100旋轉的方向R；如圖2A及圖2B所示，代表旋轉方向R的箭頭弧線會被被動面531的延伸平面所截斷。從另一個角度來看，被動面531係直立於第二面510上，如圖2A及圖2B所示，旋轉方向R在通過被動面531的位置處具有切線方向C，且切線方向C會穿過被動面531。被動面531與第二面510較佳夾大於90度的鈍角θ₂，但兩者亦可垂直。此外，被動面531較佳係與所對應的驅動面331平行，但不以此為限。

另如圖2A及圖2B所示，感測裝置700設置於鄰近於第一從動盤500的位置，以感測第一從動盤500沿X軸方向上之移動距離。在本實施例中，感測裝置700係相對於第二面510設置，藉由持續偵測與第二面510間的距離，來得到第一從動盤500在X軸方向上的移動距離。感測裝置700可設置於動力傳遞裝置的外殼體11(請參圖1)上，此時感測裝置700則不會隨著驅動盤300及第一從動盤500而轉動。然而在不同實施例而言，感測裝置700亦可設置於驅動盤300上，此時感測裝置700即會隨著驅動盤300而轉動。

感測裝置700較佳為磁感應器，例如：可為霍爾感應器(Hall Sensor)，可藉由感應外部磁場的變化，來轉換為輸出電壓的變化，測得距離的改變。如圖2A所示，第二面510上設置有磁區511，而感測裝置700則對應磁區511的位置設置，以感應到磁區511產生的磁場。例如在平行X軸的方向上，感測裝置700可與磁區511的部分範圍共線，或者說投影範圍至少部分重疊。磁區511較佳係以中軸100為中心，呈對稱環狀分佈設置於第二面510上，例如：磁區511可為一連續圓環，中軸100為該連續圓環的圓心；或複數個間隔小磁區，呈對稱環狀分佈，中軸100為該對稱環狀分佈的中心。如此當該第一從動盤旋轉時，該磁感應器可持續或週期性偵測到該磁區沿著該中軸軸向移動所導致的磁場強度變化。因此當第一從動盤500繞X軸旋轉時，若感測裝置700所設置的位置不會相應旋轉，例如設置在外殼體11上，則磁區511仍可以不同的部位與感測裝置700相對，以持續或週期性偵測到該磁區511沿著該中軸100軸向移動所導致的磁場強度變化，經由換算便能持續得知感測裝置700與第二面510之間的距離變化。然而在不同實施例中，感測裝置700並不限於磁感應器，亦可為用其他應用光學、電學或其他原理而可進行距離變化偵測的感應器。

如圖2A及圖2B所示，動力傳遞裝置另包含有彈性元件800連接於第一從動盤500，並朝正X軸方向施加回復力於第一從動盤500上，推動第一從動盤500朝正X軸方向來接近驅動盤300。在本實施例中，彈性元件800較佳為螺旋彈簧，套合於中軸100上，並位於第一從動盤500相反於驅動盤300之一側。換言之，彈性元件800施加於第一從動盤500上的回復力為推力，方能推動第一從動盤500朝向驅動盤300運動。然而在不同實施例中，彈性元件800並不限於螺旋彈簧，且亦可設置在不同位置上；隨著彈性元件800的種類及設置位置不同，施加於第一從動盤500上的回復力亦可為拉力。彈性元件800另可連接於中軸100、外殼體11(請參圖1)或其他部件，以獲得適當的反作用力支撐。

當中軸100未帶動驅動盤300旋轉時，如圖3A及圖3B所示，彈性元件800施力於第一從動盤500上，進而推動第一從動盤500朝正X軸方向運動而接近驅動盤300，使得第一卡塊330較為深入相鄰第二卡塊530間的空隙，因此驅動面331及被動面531相互抵觸的面積較大。此時僅承受彈性元件800施力，故驅動面331及被動面531間因接觸而產生之作用力相對小，甚至接近於0。此外，在不同實施例中，在中軸100未帶動驅動盤300旋轉時，驅動面331與被動面531亦可不相抵觸，而是保有微小縫細，直到驅動盤300旋轉時，驅動面331才會與被動面531相抵觸。

當中軸100未帶動驅動盤300旋轉時，感測裝置700與第一從動盤500之間具有第一間距G1。在本實施例中，如圖3A及圖3B所示，感測裝置700係量測與第二面510間的距離，故此時第一間距G1較佳係指感測裝置700與第二面510在平行X軸(即中軸方向)上之距離。然而在不同實施例中，第一間距G1亦可代表感測裝置700與第二面510兩者間的直線距離。

當騎乘者踩動踏板102，施加踩踏力使中軸100帶動驅動盤300旋轉時，如圖4A及圖4B所示，第一卡塊330的驅動面331即會壓迫第二卡塊530的被動面531，而驅使第一從動盤500相應旋轉。當驅動面331欲推動被動面531時，即會在被動面531上產生作用力F，作用力F的方向與中軸100旋轉的切線方向夾有一角度，因此會同時在中軸軸向及上述的切線方向分別具有分量Fx及Ft。分量Fx係平行於X軸，因此亦可視為作用力F在X軸上的分量。分量Ft會驅使第二卡塊530旋轉，以帶動第一從動盤500同步旋轉。分量Fx則會推動第二卡塊530及第一從動盤500沿X軸移動，且較佳係朝遠離驅動盤300及第一面310的方向移動，此時感測裝置700與第一從動盤500間的間距則改變為與第一間距G1不同的第二間距G2。當感測裝置700與驅動盤300均設置於第一從動盤500的同一側(即第二面510之一側)且感測裝置700係針對第二面510量測距離時，第二間距G2較佳會大於第一間距G1。然而當感測裝置700設置於第一從動盤500相反於驅動盤300的另一側或針對第一從動盤500的不同部分進行測距時，第二間距G2亦有可能小於第一間距G1。

當感測裝置700測得與第一間距G1相異的第二間距G2時，即可據以計算中軸100當下承受的扭力值、相應的輸出電壓或其他物理量。根據所計算得到的扭力值、相應的輸出電壓或上述的其他物理量，可再依據設置於自行車、輔助動力源、外掛模組或其他位置的處理裝置，依硬體或軟體的來判斷是否提供輔助動力經由中軸100或不經由中軸100提供給自行車。此外，所計算得到的扭力值、相應的輸出電壓或上述的其他物理量亦可作為其他用途，例如作為運動員訓練數值記錄等等。在此較佳實施例中，由於驅動盤300及第一從動盤500係實際為動力傳遞路徑上的一部分，且由較接近動力來源的驅動盤300作為主動件來推動第一從動盤500，因此對於扭力的量測將更為準確，且有可能降低能量的耗損。

當第一從動盤500在X軸方向上遠離驅動盤300移動時，如圖4B所示，第一從動盤500即會壓迫彈性元件800以蓄積彈性位能。當騎乘者停止踩動踏板102，使施加於驅動盤300上的扭力減弱或消失時，彈性元件800所蓄積的彈性位能即會轉換為回復力施加於第一從動盤500上，而驅動第一從動盤500朝復歸原位的方向移動。

如圖4B所示，驅動面331及被動面531均相對於垂直中軸100 的虛擬截面傾斜；此虛擬截面係平行於Y軸與Z軸，因此驅動面331及被動面531係傾斜地穿過Y軸-Z軸平面。由於驅動面331在其上的作用力F係垂直於被動面531，且被動面531為傾斜，因此可同時在中軸100軸向及旋轉的切線方向分別具有分量Fx及Ft。如上所述，分量Fx即可推動第一從動盤500沿X軸方向移動。在不同實施例中，驅動面331及被動面531兩者中亦可僅有其一為傾斜，例如僅被動面531為傾斜或驅動面331為傾斜即可。在驅動面331為傾斜而被動面531為垂直的狀況下，當接觸點落在驅動面331上時，亦可產生上述的分量Fx，以推動第一從動盤500沿X軸方向移動。

在圖5所示之實施例中，動力傳遞裝置更包含有第二從動盤900。第二從動盤900係套合於中軸100上，且位於第一從動盤500相反於驅動盤300的一側。第二從動盤900並耦合於該車輪，以藉由本身的轉動同時帶動車輪轉動。第二從動盤900較佳係可藉由齒輪組、皮帶、鏈條、螺桿、其他機構或上述之組合而與車輪耦合，以帶動車輪轉動。第二從動盤900較佳係垂直於中軸100，並平行於第一從動盤500。此外，第二從動盤900在X軸上相對於中軸100的位置固定而不會移動。如圖5所示，彈性元件800係設置於第一從動盤500及第二從動盤900之間，並以第二從動盤900作為支撐力來源，以提供第一從動盤500所需之回復力。具體而言，當彈性元件800為螺旋彈簧時，其兩端分別抵觸於第一從動盤500及第二從動盤900。

第二從動盤900係受第一從動盤500帶動而繞X軸旋轉，相對而言，第二從動盤900亦可帶動第一從動盤500繞X軸旋轉。如圖5所示，第一從動盤500包含有套管部550朝向第二從動盤900伸出；換言之，套管部550與第二面510分別位於第一從動盤500的相反兩側。套管部550上具有至少一個突部551沿中軸100的徑向突出，且較佳可沿中軸軸向及X軸方向延長。第二從動盤900上具有孔洞910，並藉以套合於套管部550上。孔洞910係由內壁面911所圍繞而成，而內壁面911上形成有至少一沿著中軸軸向及X軸延伸之導溝913。突部551係容納於導溝913中，並可沿著導溝913移動。換言之，突部511及導溝913的配合可作為第一從動盤500及第二從動盤900進行相對運動時的導引，同時也可作為第一從動盤500及第二從動盤900連動旋轉時的力量傳遞機制。此外，突部511及導溝913均可相對應地以複數數量繞X軸均勻分佈設置，以提供力傳遞的效率，並維持力分佈的平衡。

在本實施例中，第二從動盤900可以單純的作為提供彈性元件800的反力源而設置。然而在不同的實施例中，第二從動盤900亦可再與其他的動力傳遞元件相連動，以作為動力的傳遞之用。例如第二從動盤900外週緣可以設置單向離合器或棘爪，進而與提供動力的齒輪卡合，以承接來自動力源的動力，並經由中軸傳遞到腳踏車大齒盤上，再傳遞至車輪。

圖6A及圖6B所示為本發明之另一實施例。在本實施例中，驅動面331及被動面531之間夾設有滾珠610，使驅動面331及被動面531得以至少部分透過滾珠610間接抵觸。更具體而言，驅動面331上形成有凹穴630，而滾珠610則部分容納於凹穴630內且可在凹穴630內滾動，如圖6C所示。滾珠610突出於凹穴630之部分則與被動面531抵觸。此時被動面531較佳需相對於垂直中軸100的虛擬截面傾斜；亦即傾斜地穿過Y軸-Z軸平面。然而在不同的實施例中亦可採相反的設置，例如將凹穴630設置於被動面531上並容納滾珠610，而驅動面331則採傾斜方式設置。藉由滾珠610的設置，可減低驅動面331及被動面531相對滑動時的阻力，以提高動力傳遞的效率。

如圖7A所示，當騎乘者未踩動踏板102，中軸100未帶動驅動盤300旋轉時，第一卡塊330較為深入相鄰第二卡塊530間的空隙，而驅動面331及被動面531間經由滾珠610相互抵觸。此外，由於，驅動面331與被動面531間夾有滾珠610，因此兩者間夾有縫細。

如圖7B所示，當騎乘者踩動踏板102，中軸100帶動驅動盤300旋轉時，第一卡塊330的驅動面331即會透過滾珠610壓迫第二卡塊530的被動面531，而驅使第一從動盤500相應旋轉。當滾珠610壓迫被動面531時，即會在被動面531上產生作用力F，作用力F的方向與中軸100旋轉的切線方向夾有一角度，因此會同時在中軸軸向及上述的切線方向分別具有分量Fx及Ft。分量Fx係平行於X軸，因此亦可視為作用力F在X軸上的分量。分量Ft會驅使第二卡塊530旋轉，以帶動第一從動盤500同步旋轉。分量Fx則會推動第二卡塊530及第一從動盤500朝負X軸方向移動，且較佳係朝遠離驅動盤300的方向移動。此外，被動面531受分量Fx推動時，即會帶動滾珠610在凹穴630內滾動。相較於其他實施例中需克服驅動面331及被動面531間的直接摩擦力而言，本實施例可降低因需克服摩擦力而造成的能量耗損。

圖8A及圖8B所示為本發明之另一實施例。在本實施例中，前述形成於套管部550上的突部551可由滾珠611所形成。套管部550具有外壁面553，外壁面553上則形成有珠穴555，而滾珠611則部分容納於珠穴555內且可在珠穴555內滾動。滾珠611突出珠穴555的部分則伸入導溝913內，並與導溝913的底面917接觸。當第一從動盤500旋轉時，滾珠611突出於珠穴555的部分即會在第一從動盤500的旋轉方向推動導溝913的側壁915，使第二從動盤繞X軸旋轉。另一方面，滾珠611亦同時在底面917上沿著導溝913滾動，因此第一從動盤500得以沿著中軸100在X軸向上相對於第二從動盤900移動。藉此，可降低套管部550與第二從動盤900內壁面911間的摩擦力，以提高動力傳遞的效率。

此外，在此實施例中，中軸100於被第一從動盤500套合的區域表面形成有複數個珠穴110，並沿著X軸方向排列為數行。每一珠穴110內容納有滾珠111；滾珠111至少部分突出於珠穴110且與第一從動盤500孔洞501的內壁輕觸，且滾珠111均可在珠穴110內滾動。當第一從動盤500沿著中軸100在X軸向上相對於中軸100移動時，第一從動盤500孔洞501的內壁即帶動滾珠111滾動，並藉此降低摩擦力而提高動力傳遞的效率。上述之珠穴110、滾珠111及其他可相對移動的部件間可視需要塗佈黃油或其他潤滑性材料，以進一步降低摩擦阻力。

如圖8A及圖8B所示，第二從動盤900的外緣可與齒輪70直接或間接地進行動力連接，例如兩者間可藉由如棘齒類的單向離合器或其他方式卡合。當系統感測到中軸100所承受的扭力值高於一定數值時，動力源即可經由齒輪70傳遞動力至第二從動盤900，再經由中軸100及齒盤500而帶動車輪。

本發明已由上述實施例加以描述，然而上述實施例僅為例示目的而非用於限制。熟此技藝者當知在不悖離本發明精神下，於此特別說明的實施例可有例示實施例的其他修改。因此，本發明範疇亦涵蓋此類修改且僅由所附申請專利範圍限制。

Claims

一種動力傳遞裝置，用於一人力驅動車輛，用以帶動一車輪，包含：一中軸；一驅動盤，與該中軸軸向垂直地設置於該中軸上，並隨該中軸轉動；其中，該驅動盤包含一第一面及至少一第一卡塊設置於該第一面上，該第一卡塊具有一驅動面；一第一從動盤，係可相對於該中軸軸向移動地套合於該中軸上；其中，該第一從動盤包含：一第二面，與該第一面相對；以及一第二卡塊，設置於該第二面上，該第二卡塊具有一被動面與該驅動面至少部分相對；一感測裝置，設置於鄰近該第一從動盤處，感測該第二面沿該中軸軸向上之移動距離；一第二從動盤，套合於該中軸上且位於該第一從動盤相反於該驅動盤的一側，並受該第一從動盤帶動而旋轉，該第二從動盤在該中軸軸向上相對於該中軸位置固定，並耦合於該車輪；以及一彈性元件，設置於該第一從動盤及該第二從動盤之間，該彈性元件受壓迫而提供該第一從動盤朝該驅動盤之一回復力；其中，該驅動面及該被動面抵觸產生的作用力同時在該中軸旋轉的切線方向及該中軸軸向上具有分量；當該中軸未帶動該驅動盤旋轉時，該回復力使該第一從動盤抵接於該驅動盤，使該感測裝置與該第二面之間具有一第一間距；當該中軸帶動該驅動盤旋轉時，該驅動面壓迫該被動面相應旋轉並同時沿該中軸軸向滑動遠離該驅動盤而朝該第二從動盤移動，該感測裝置與該第二面之間具有一第二間距，該第一間距異於該第二間距，且該第二從動盤受該第一從動盤帶動而旋轉，該第二從動盤旋轉進而驅動該車輪轉動。
如申請專利範圍第1項所述之動力傳遞裝置，其中該驅動面及該被動面係橫切該中軸旋轉之方向，且該驅動面及該被動面中至少其一相對於垂直該中軸的一虛擬截面傾斜。
如申請專利範圍第1項所述之動力傳遞裝置，其中該驅動面及該被動面之間夾設一滾珠，該驅動面及該被動面其中之一上形成有一凹穴部分容納該滾珠，而未形成有該凹穴之另一者則與該滾珠突出該凹穴之部分抵觸。
如申請專利範圍第1項所述之動力傳遞裝置，其中該第二面上設置有複數個該第二卡塊相對該中軸呈同心分佈，該第一卡塊係嵌合於相鄰二該第二卡塊之間。
如申請專利範圍第1項所述之動力傳遞裝置，其中該第一從動盤更包含一磁區，設置於該第二面上，該感測裝置係為一磁感應器，相對該磁區設置，以偵測該第二面移動前後，該磁區磁力變化。
如申請專利範圍第5項所述之動力傳遞裝置，其中該磁區繞該中軸呈環狀分佈，當該第一從動盤旋轉時，該磁感應器可持續或週期性偵測到該磁區沿著該中軸軸向移動所導致的磁場強度變化。
如申請專利範圍第1項所述之動力傳遞裝置，其中該第一從動盤包含一套管部朝該第二從動盤伸出，該套管部上具有至少一突部；該第二從動盤係至少部分套設於該套管部上；其中，該第二從動盤包含一內壁面，該內壁面上具有沿該中軸軸向沿伸之導溝，該突部係可沿該導溝移動地容納於該導溝中。
如申請專利範圍第7項所述之動力傳遞裝置，其中該突部包含一滾珠，該套管部包含一外壁面，該外壁面上形成一珠穴部分容納該滾珠；當該第一從動盤旋轉時，該滾珠突出該珠穴的部分推動該導溝之側壁使該第二從動盤相應旋轉，且該滾珠同時沿該導溝滾動以允許該第一從動盤在該中軸方向上相對該第二從動盤移動。
如申請專利範圍第1項所述之動力傳遞裝置，其中該中軸於被該第一從動盤套合的區域表面形成有複數個珠穴，該中軸並包含複數滾珠分別可滾動地容納於該些珠穴內；每一該滾珠至少部分突出於該珠穴外，且與該第一從動盤套合該中軸部分的內壁抵觸。
一種動力傳遞裝置，用以帶動一車輪，包含：一中軸，該中軸軸向沿著一X軸延伸，該中軸可繞著該X軸轉動；一驅動盤，設置於該中軸上，並可隨該中軸轉動而繞著該X軸轉動，該驅動盤具有一第一面及至少一第一卡塊設置於該第一面上，該第一面實質平行於一Y軸-Z軸平面，該X軸，該Y軸與該Z軸彼此相互垂直，該第一卡塊具有一驅動面；一第一從動盤，套合於該中軸上，係可沿著該X軸方向相對於該中軸移動；其中，該第一從動盤具有一第二面及至少一第二卡塊設置於該第二面上，該第二面實質平行於該Y軸-Z軸平面，且與該第一面相對，該第二卡塊具有一被動面與該驅動面至少部分抵觸；以及一感測裝置，設置於鄰近該第一從動盤處，感測該第一從動盤沿該X軸方向上之移動距離；一第二從動盤，套合於該中軸上且位於該第一從動盤相反於該驅動盤的一側，並受該第一從動盤帶動而旋轉；其中，該第二從動盤在該X軸方向上相對於該中軸位置固定，並耦合於該車輪；以及一彈性元件，設置於該第一從動盤及該第二從動盤之間；當該第一從動盤在該X軸方向朝該第二從動盤移動時，該彈性元件受壓迫而提供該第一從動盤在該X軸方向朝該驅動盤之一回復力；其中當該中軸未帶動該驅動盤旋轉時，該回復力使該第一從動盤抵接於該驅動盤上，該感測裝置與該第一從動盤間具有一第一間距；其中當該中軸帶動該驅動盤旋轉時，該驅動面壓迫該被動面相應旋轉，該驅動面及該被動面抵觸產生的作用力在該X軸方向上具有一X軸分量力，該X軸分量力克服該回復力，使該第一從動盤沿該X軸方向滑動遠離該驅動盤而朝該第二從動盤移動，使該感測裝置與該第一從動盤間具有一第二間距，該第一間距異於該第二間距，且該第二從動盤受該第一從動盤帶動而旋轉，該第二從動盤旋轉進而驅動該車輪轉動。
如申請專利範圍第10項所述之動力傳遞裝置，其中該驅動盤更具有複數個第一卡塊，該複數個第一卡塊以該中軸為中心環形排列於該第一面上，該第一從動盤更具有複數個第二卡塊，該複數個第二卡塊以該中軸為中心環形排列設置於該第二面上，每個該第一卡塊係嵌合於相鄰二該第二卡塊之間。
如申請專利範圍第10項所述之動力傳遞裝置，其中該驅動面及該被動面係傾斜穿過該Y軸-Z軸平面，如此當該中軸帶動該驅動盤旋轉時，該驅動面及該被動面抵觸產生的作用力在該X軸方向上產生該X軸分量力。
如申請專利範圍第10項所述之動力傳遞裝置，其中該第一從動盤更包含一環狀分布磁區，設置於該該第一從動盤表面上，該感測裝置係為一磁感應器，鄰近該環狀分布磁區，以偵測該第一從動盤沿該X軸方向移動前後，該環狀分布磁區的磁力變化。
如申請專利範圍第10項所述之動力傳遞裝置，其中該驅動面及該被動面之間夾設一滾珠；該驅動面及該被動面其中之一上形成有一凹穴部分容納該滾珠，而未形成有該凹穴之另一者與該滾珠突出該凹穴之部分抵觸。
如申請專利範圍第10項所述之動力傳遞裝置，其中該第一從動盤包含一套管部朝該第二從動盤伸出，該套管部上具有至少一突部；該第二從動盤係至少部分套設於該套管部上；其中，該第二從動盤包含一內壁面，該內壁面上具有沿該X軸沿伸之導溝，該突部係可沿該導溝移動地容納於該導溝中。
如申請專利範圍第15項所述之動力傳遞裝置，其中該突部包含一滾珠；該套管部包含一外壁面，該外壁面上形成一珠穴部分容納該滾珠；當該第一從動盤旋轉時，該滾珠突出該珠穴的部分推動該導溝之側壁使該第二從動盤相應旋轉，且該滾珠同時在該X軸方向上沿該導溝滾動以允許該第一從動盤在該X軸方向上相對該第二從動盤移動。
如申請專利範圍第10項所述之動力傳遞裝置，其中該中軸於被該第一從動盤套合的區域表面形成有複數個珠穴，該中軸並包含複數滾珠分別可滾動地容納於該些珠穴內；每一該滾珠至少部分突出於該珠穴外，且與該第一從動盤套合該中軸部分的內壁抵觸。