TW202035219A - 自行車後變速器 - Google Patents

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Abstract

一種自行車後變速器，用以裝設置於一自行車的一車架。自行車後變速器包含一電池組件、一活動構件、一連桿組件、一鍊條導引構件及一驅動組。電池組件包含一電池殼及一電池。電池殼具有一固定部且電池殼內有一容置空間。固定部用以裝設於車架，電池設置於容置空間。連桿組件的相對二端分別樞設於電池殼及活動構件。鍊條導引構件樞設於活動構件。驅動組電性連接電池，且驅動組用以透過連桿組件帶動活動構件及鍊條導引構件相對車架移動。

Description

自行車後變速器
本發明係關於一種自行車後變速器，特別是一種具有電池及驅動組的自行車後變速器。
隨著運動的風氣越來越來盛行，目前越來越多的民眾透過騎乘自行車來達到運動及休閒的目的，因此造就了自行車的市場蓬勃發展。為了吸引消費者購買自行車，自行車廠商更加重視使用者對於自行車的需求，且在車體材料及配備功能上亦不斷地改善精進。
舉例來說，目前自行車之後變速器的換檔已從傳統之線材驅動的方式轉變為電動馬達驅動之方式，藉此提升後變速器的換檔的順暢度。一般而言，電動馬達的運作勢必需要電池提供電力，但現有的後變速器在初始設計時並未預先考量到電池的設置位置，故目前各家廠商正致力於找出較佳之電池的設置位置，以避免電池影響了後變速器的外觀。
本發明在於提供一種自行車後變速器，藉以避免自行車後變速器因加裝有電池而使其外觀被影響的問題。
本發明之一實施例所揭露之一種自行車後變速器，用以裝設置於一自行車的一車架。自行車後變速器包含一電池組件、一活動構件、一連桿組件、一鍊條導引構件及一驅動組。電池組件包含一電池殼及一電池。電池殼具有一固定部且電池殼內有一容置空間。固定部用以裝設於車架，電池設置於容置空間。連桿組件的相對二端分別樞設於電池殼及活動構件。鍊條導引構件樞設於活動構件。驅動組電性連接電池，且驅動組用以透過連桿組件帶動活動構件及鍊條導引構件相對車架移動。
本發明之另一實施例所揭露之一種自行車後變速器，用以裝設置於一自行車的一車架。自行車後變速器包含一固定構件、一活動構件、一連桿組件、一鍊條導引構件、一電池及一驅動組。固定構件用以裝設於車架。連桿組件包含一第一連桿及一第二連桿。第一連桿的一端及第二連桿的一端樞設於固定構件，第一連桿的另一端及第二連桿的另一端樞設於活動構件。鍊條導引構件樞設於活動構件。電池設置於固定構件。驅動組電性連接電池，且驅動組用以透過連桿組件帶動活動構件及鍊條導引構件相對車架移動。其中，第一連桿及第二連桿相對固定構件樞轉的二樞轉軸線至少其一穿過電池。
本發明之又另一實施例所揭露之一種自行車後變速器，用以裝設置於一自行車的一車架。自行車後變速器包含一固定構件、一活動構件、四樞接柱、一連桿組件、一鍊條導引構件、一電池及一驅動組。固定構件用以裝設於車架。連桿組件包含一第一連桿及一第二連桿。第一連桿的一端及第二連桿的一端分別透過其中二樞接柱樞設於固定構件，第一連桿的另一端及第二連桿的另一端分別透過另二樞接柱樞設於活動構件。鍊條導引構件樞設於活動構件。電池設置於固定構件。驅動組電性連接電池，且驅動組用以透過連桿組件帶動活動構件及鍊條導引構件相對車架移動。其中，四樞接柱之任一非位於電池及活動構件之間。
根據上述實施例所揭露的自行車後變速器，藉由將電池設置在裝設於車架的固定構件，來讓電池與固定構件整合，或將電池殼內的容置空間充分地被利用來容納電池，可使得自行車後變速器之外觀受到電池影響的程度得以降低。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
請參閱圖1至圖4。圖1為根據本發明第一實施例所揭露之自行車後變速器及車架的立體示意圖。圖2為圖1的分解示意圖。圖3為圖1之自行車後變速器之另一視角的立體示意圖。圖4為圖1的另一分解示意圖。
本實施例揭露了一自行車後變速器1，用以裝設置於一自行車(未繪示)的一車架2。自行車後變速器1包含一電池組件10、一活動構件20、一連桿組件30、一鍊條導引構件40及一驅動組50。在本實施例或其他實施例中，自行車後變速器1還包含一電連接器60、四樞接柱70、80、90、100、一受推柱110、一彈性件120、一第一電路板130、一控制器140、一編碼器150、一重力感測器160、一第二電路板170及一天線180。
電池組件10包含一電池殼11、一蓋體12及一電池13。電池殼11具有一固定部111、一容置空間112、一電池取放口113及一通口114。電池殼11的固定部111用以裝設於車架2，而可將電池殼11視為自行車後變速器1的固定構件。電池取放口113及通口114連通於容置空間112的相對二側，並朝向相異的二方向。詳細來說，當電池殼11的固定部111裝設於車架2時，電池取放口113朝向後方，而通口114背對於車架2。也就是說，電池取放口113為朝向自行車之行車方向的相反方向，且以側視的視角觀看自行車，通口114是朝向以此視角觀看的觀察者。蓋體12設置於電池殼11，且蓋體12可遮蔽或顯露電池殼11的電池取放口113及容置空間112。電池13可拆卸地被容納在電池殼11的容置空間112內。當蓋體12顯露電池取放口113及容置空間112時，電池13可自容置空間112取出。相反地，當蓋體12遮蔽電池取放口113及容置空間112時，蓋體12可止擋電池13，以避免電池13脫離於容置空間112。
在本實施例中，蓋體12的設置並非用以限定本發明。在其他實施例中，電池組件可無蓋體。在此配置之下，可於電池殼的容置空間內設置一固定結構，且此固定結構可止擋電池，以避免電池脫離於容置空間。
接著，請一併圖1至圖6。圖5為圖1的側視示意圖。圖6為圖1的後視示意圖。
電池殼11更具有一樞接部115，且樞接部115具有二第一樞接耳1151、1152及二第二樞接耳1153、1154。活動構件20具有另一樞接部21，且樞接部21具有二第三樞接耳211、212及二第四樞接耳213、214。連桿組件30包含一第一連桿31及一第二連桿32。第一連桿31的一端透過樞接柱70樞設於二第一樞接耳1151、1152，且第一連桿31的另一端透過樞接柱80樞設於二第三樞接耳211、212。第二連桿32的一端透過樞接柱90樞設於二第二樞接耳1153、1154，且第二連桿32的另一端透過穿設於第二連桿32的樞接柱100樞設於二第四樞接耳213、214。在本實施例中，如圖5及圖6所示，第一連桿31較第二連桿32鄰近於電池殼11的固定部111，且第一連桿31及第二連桿32相對電池殼11樞轉的二樞轉軸線P1、P2皆穿過電池13，及四樞接柱70、80、90、100之任一非位於電池13及活動構件20之間。也就是說，從圖5的視角來看，活動構件20是位於四樞接柱70、80、90、100的右側，但電池13並非是位於四樞接柱70、80、90、100的左側，而是較四樞接柱70、80、90、100遠離從此視角觀看的觀察者。即，電池13是位於四樞接柱70、80、90、100的後方。由此可知，這樣的配置可讓電池殼11容納電池13的部分受到第一連桿31及第二連桿32的部分遮蔽，而具有隱蔽的效果。
鍊條導引構件40包含一架體41、一導鍊輪42及一張力輪43。架體41樞設於活動構件20，且導鍊輪42及張力輪43可轉動地設置於架體41並用以供自行車鍊條(未繪示)掛設。
在本實施例中，第二連桿32包含相組裝的一第一殼體321及一第二殼體322。受推柱110設置於活動構件20的第四樞接耳213，且受推柱110的部分位於第二連桿32的第一殼體321及第四樞接耳213之間。
驅動組50包含一馬達51、多個傳動齒輪52、一軸套53及一驅動臂54。馬達51及這些傳動齒輪52皆設置於第二連桿32的第一殼體321內，且這些傳動齒輪52彼此相連接。其中一傳動齒輪52連接於馬達51，另一傳動齒輪52固定於軸套53。軸套53套設於樞接柱100並穿設於第一殼體321，且其部分位於第四樞接耳213及第一殼體321之間。驅動臂54固定於軸套53位於第四樞接耳213及第一殼體321之間的部分。
彈性件120例如為扭簧，其套設於樞接柱70，且其相對二端分別抵靠第一連桿31及電池殼11的樞接部115。彈性件120用以施予第一連桿31作用力，以令此作用力透過第一連桿31傳遞至活動構件20，來讓受推柱110常態抵靠驅動臂54。
第一電路板130固定於第二連桿32的第二殼體322，且第二殼體322與第一殼體321共同包覆第一電路板130。第一電路板130電性連接驅動組50的馬達51，且控制器140、編碼器150(encoder)及重力感測器160(G sensor)設置並電性連接第一電路板130。編碼器150例如用以對於訊號進行編碼，且重力感測器160例如用以感測自行車的位移資訊。
第二電路板170設置於電池殼11的容置空間112內，且電連接器60設置於容置空間112並自通口114顯露於外。天線180設置並電性連接第二電路板170，第二電路板170及電池13透過電連接器60電性連接第一電路板130。
在本實施例中，天線180例如用以接收換檔訊號，此換檔訊號會經由第二電路板170、電連接器60及第一電路板130傳遞給控制器140。接著，控制器140在透過編碼器150將換檔訊號進行編碼後會致動馬達51，來讓馬達51運作。此時，運作的馬達51透過這些傳動齒輪52及軸套53傳動給驅動臂54，以令驅動臂54轉動。
在本實施例中，馬達51透過這些傳動齒輪52及軸套53讓驅動臂54可沿相反的二個方向D1、D2轉動。請參閱一併參閱圖4及圖7，圖7為圖3之驅動臂推動受推柱的立體示意圖。
當天線180所接收到的換檔訊號為進檔訊號時，驅動臂54會以方向D1轉動而推動受推柱110，從而透過第一連桿31及第二連桿32帶動活動構件20及鍊條導引構件40相對車架2移動進行進檔。
相反地，在圖7所示之自行車後變速器1已進檔的情況下，當天線180所接收到的換檔訊號為退檔訊號時，驅動臂54會以方向D2轉動。此時，彈性件120所施予的作用力會讓受推柱110在驅動臂54以方向D2轉動的同時保持抵靠於驅動臂54，從而透過第一連桿31及第二連桿32帶動活動構件20及鍊條導引構件40相對車架2移動進行退檔，而退檔後的自行車後變速器1例如圖3所示。
在本實施例中，藉由將電池13設置在裝設於車架2之電池殼11的容置空間112內，可使得自行車後變速器1之外觀受到電池13影響的程度得以降低。
此外，透過第一連桿31及第二連桿32相對電池殼11樞轉的樞轉軸線P1、P2穿過電池13，及四樞接柱70、80、90、100之任一非位於電池13及活動構件20之間的設置，可讓電池殼11容納電池13的部分被第一連桿31及第二連桿32部分遮蔽而具有隱蔽的效果，故自行車後變速器1的美觀性可進一步提升。
另外，本實施例之控制器140、編碼器150、重力感測器160及天線180的設置位置，並非用以限定本發明。在其他實施例中，控制器、編碼器、重力感測器及天線可設置在第一電路板及第二電路板之其中之一。舉例來說，天線、控制器及重力感測器可設置在第二電路板，而編碼器可設置在第一電路板。或者是，自行車後變速器可無第二電路板，且在此配置之下的控制器、編碼器、重力感測器及天線皆設置於第一電路板。
再者，本實施例之電池取放口113並不限於朝向後方。在其他實施例中，電池取放口可朝向上方。也就是說，電池取放口是朝向遠離鍊條導引構件的方向。在這樣的配置之下，電池的正極及負極可位於其相對二端，且在電池裝設於電池殼的狀態下，正極較負極遠離電池殼之固定部。
接著，請參閱圖8及圖9。圖8為根據本發明第二實施例所揭露之自行車後變速器及車架的立體示意圖。圖9為圖8的部分分解示意圖。
本實施例揭露了另一自行車後變速器1a，此自行車後變速器1a類似於圖1所示之自行車後變速器1，故以下說明僅會描述二者之間的差異，關於二者相似的部分則不再贅述。
在本實施例中，自行車後變速器1a之電池殼11a的樞接部115a及固定部111a是連接於容置空間112a的相對二側。此外，當電池殼11a的固定部111a裝設於車架2時，電池殼11a的電池取放口113a是朝向上方。也就是說，電池殼11a的電池取放口113a是朝遠離鍊條導引構件40a的方向。此外，在本實施例中，四樞接柱70a、80a、90a、100a之一非位於電池13a及活動構件20a之間，且僅有第一連桿31a相對電池殼11a樞轉的樞轉軸線P3會穿過電池13a。
在上述的實施例中，電池殼11a內並不限有容置空間112a。在其他實施例中，電池殼內可無容置空間，而是在其外表上具有電池插槽，以供電池裝設。
根據上述實施例所揭露的自行車後變速器，藉由將電池設置在裝設於車架的電池殼，或進一步將電池殼內的容置空間充分地被利用來容納電池，使得自行車後變速器外觀受到電池影響的程度得以降低。
此外，透過第一連桿及第二連桿相對固定構件樞轉的二樞轉軸線至少其一穿過電池，及四樞接柱之任一非位於電池及活動構件之間的設置，可讓第一連桿及第二連桿至少其一部分遮蔽電池殼容納電池的部分而具有隱蔽的效果，故自行車後變速器的美觀性可進一步提升。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
1、1a:自行車後變速器 2:車架 10:電池組件 11、11a:電池殼 111、111a:固定部 112、112a:容置空間 113、113a:電池取放口 114:通口 115、115a:樞接部 1151、1152:第一樞接耳 1153、1154:第二樞接耳 12:蓋體 13、13a:電池 20、20a:活動構件 21:樞接部 211、212:第三樞接耳 213、214:第四樞接耳 30:連桿組件 31、31a:第一連桿 32:第二連桿 321:第一殼體 322:第二殼體 40、40a:鍊條導引構件 41:架體 42:導鍊輪 43:張力輪 50:驅動組 51:馬達 52:傳動齒輪 53:軸套 54:驅動臂 60:電連接器 70、80、90、100、70a、80a、90a、100a:樞接柱 110:受推柱 120:彈性件 130:第一電路板 140:控制器 150:編碼器 160:重力感測器 170:第二電路板 180:天線 P1、P2、P3:軸線 D1、D2:方向
圖1為根據本發明第一實施例所揭露之自行車後變速器及車架的立體示意圖。 圖2為圖1的分解示意圖。 圖3為圖1之自行車後變速器之另一視角的立體示意圖。 圖4為圖1的另一分解示意圖。 圖5為圖1的側視示意圖。 圖6為圖1的後視示意圖。 圖7為圖3之驅動臂推動受推柱的立體示意圖。 圖8為根據本發明第二實施例所揭露之自行車後變速器及車架的立體示意圖。 圖9為圖8的部分分解示意圖。
1:自行車後變速器
2:車架
10:電池組件
11:電池殼
111:固定部
114:通口
115:樞接部
12:蓋體
20:活動構件
21:樞接部
30:連桿組件
31:第一連桿
32:第二連桿
40:鍊條導引構件
41:架體
43:張力輪
60:電連接器
70、80、90、100:樞接柱

Claims (22)

  1. 一種自行車後變速器，用以裝設置於一自行車的一車架，包含： 一電池組件，包含一電池殼及一電池，該電池殼具有一固定部且該電池殼內有一容置空間，該固定部用以裝設於該車架，該電池設置於該容置空間； 一活動構件； 一連桿組件，該連桿組件的相對二端分別樞設於該電池殼及該活動構件； 一鍊條導引構件，樞設於該活動構件；以及 一驅動組，電性連接該電池，且該驅動組用以透過該連桿組件帶動該活動構件及該鍊條導引構件相對該車架移動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，其中該電池殼更具有一樞接部，該樞接部及該固定部連接於該容置空間的相對二側，該連桿組件的一端樞設於該樞接部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，其中該電池殼更具有一樞接部，該連桿組件包含一第一連桿及一第二連桿，該第一連桿之一端及該第二連桿之一端樞設於該樞接部，該第一連桿之另一端及該第二連桿之另一端分別樞設於該活動構件，該第一連桿較該第二連桿鄰近於該電池殼的該固定部，該驅動組設置於該第二連桿內。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之自行車後變速器，更包含一天線，該天線設置於該電池殼的該容置空間內或該第二連桿內，該天線電性連接該驅動組。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之自行車後變速器，更包含一第一電路板，該第一電路板設置於該第二連桿內，該第一電路板電性連接該驅動組，該天線設置於該第一電路板，該天線及該電池皆電性連接該第一電路板。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之自行車後變速器，更包含一編碼器及一重力感測器，該編碼器及該重力感測器設置並電性連接於該第一電路板。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之自行車後變速器，更包含一控制器，該控制器設置並電性連接於該第一電路板。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之自行車後變速器，更包含一第一電路板及一第二電路板，該第一電路板設置於該第二連桿內，該第二電路板設置於該電池殼的該容置空間內，該第一電路板電性連接該驅動組，該電池及該第二電路板電性連接該第一電路板，該天線設置並電性連接於該第二電路板。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之自行車後變速器，更包含一編碼器及一重力感測器，該編碼器及該重力感測器設置於並電性連接於該第一電路板及該第二電路板之其一。
  10. 申請專利範圍第8項所述之自行車後變速器，更包含一控制器，該控制器設置於並電性連接於該第一電路板及該第二電路板之其一。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之自行車後變速器，更包含一電連接器，該電連接器設置於該電池殼的該容置空間內，該第二電路板及該電池透過該電連接器電性連接該第一電路板。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，其中該電池殼具有連通該容置空間的一電池取放口，當該電池殼的該固定部裝設於該車架時，該電池取放口朝向上方。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，其中該電池殼具有連通該容置空間的一電池取放口，當該電池殼的該固定部裝設於該車架時，該電池取放口朝向後方。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，其中該連桿組件包含一第一連桿及一第二連桿，該第一連桿的一端及該第二連桿的一端樞設於該電池殼，該第一連桿的另一端及該第二連桿的另一端樞設於該活動構件，該第一連桿及該第二連桿相對該電池殼樞轉的二樞轉軸線至少其一穿過該電池。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之自行車後變速器，其中該第一連桿及該第二連桿相對該電池殼樞轉的該二樞轉軸線皆穿過該電池。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，更包含四樞接柱，該連桿組件包含一第一連桿及一第二連桿，該第一連桿的一端及該第二連桿的一端分別透過其中該二樞接柱樞設於該電池殼，該第一連桿的另一端及該第二連桿的另一端分別透過另該二樞接柱樞設於該活動構件，該四樞接柱之任一非位於該電池及該活動構件之間。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之自行車後變速器，其中該電池為可拆卸地設置於該容置空間。
  18. 一種自行車後變速器，用以裝設置於一自行車的一車架，包含： 一固定構件，用以裝設於該車架； 一活動構件； 一連桿組件，包含一第一連桿及一第二連桿，該第一連桿的一端及該第二連桿的一端樞設於該固定構件，該第一連桿的另一端及該第二連桿的另一端樞設於該活動構件； 一鍊條導引構件，樞設於該活動構件； 一電池，設置於該固定構件；以及 一驅動組，電性連接該電池，且該驅動組用以透過該連桿組件帶動該活動構件及該鍊條導引構件相對該車架移動； 其中，該第一連桿及該第二連桿相對該固定構件樞轉的二樞轉軸線至少其一穿過該電池。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之自行車後變速器，其中該第一連桿及該第二連桿相對該固定構件樞轉的該二樞轉軸線皆穿過該電池。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之自行車後變速器，其中該電池為可拆卸地設置於該固定構件。
  21. 一種自行車後變速器，用以裝設置於一自行車的一車架，包含： 一固定構件，用以裝設於該車架； 一活動構件； 四樞接柱； 一連桿組件，包含一第一連桿及一第二連桿，該第一連桿的一端及該第二連桿的一端分別透過其中該二樞接柱樞設於該固定構件，該第一連桿的另一端及該第二連桿的另一端分別透過另該二樞接柱樞設於該活動構件； 一鍊條導引構件，樞設於該活動構件； 一電池，設置於該固定構件；以及 一驅動組，電性連接該電池，且該驅動組用以透過該連桿組件帶動該活動構件及該鍊條導引構件相對該車架移動； 其中，該四樞接柱之任一非位於該電池及該活動構件之間。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之自行車後變速器，其中該電池為可拆卸地設置於該固定構件。
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