TW505746B - One-way clutch and torque detection apparatus using same - Google Patents

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505746 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（1 ) [相關申請案之對照] 2000年10月13曰申請之曰本專利申請案第2〇〇〇_ 3i3893號的整個揭示内容，包含專利說明書、申請專利範 圍及概要皆併入本案以為參考。 [發明之技術領域] 本發明係關於一種僅可沿著其軸向傳送單向旋轉之單 向離合器，以及一種具有該單向離合器的轉矩檢測裝置， 該轉矩檢測裝置應用於檢測提供至該單向離合器的轉矩。 [發明背景] 習用的單向離合器係由内環與外環所組成，其中該内 %具有鋸齒狀輪齒配置於其周緣，而外環具有可與内環輪 齒嚙合的爪形。僅當内環於該方向旋轉時，此單向離合器 始得以藉由内環鋸齒狀輪齒與外環爪形的嚙合，而將内環 的單向旋轉傳送至外環。反之，當内環以反向旋轉時，内 環與外環的哺合會鬆開，而允許内環空轉。 此外，除了具有爪形與鋸齒狀輪齒組合的上述機構系 統以外，尚有熟知之各種用於將内環與外環嚙合的嚙合機 構系統。一種該習知嚙合機構系統包含有諸如具有凹槽與 多數個球體組合的機構系統。 在此應注意地是習知單向離合器被認為幾乎不可能用 在除了作為單向離合器以外的用途。 此外，當内環與外環嚙合所產生的應力傳送至嚙合紐 件時，因為其缺乏緩衝，該種習用單向離合器需要使用可 避免喃合組件應力形變的材料或機構。 ^紙張尺度適用中國i^(CNS)A4規格⑵〇 χ 29巧)-------- 1 313089 ----------------------—-------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ⑽746 五、發明說明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發月係蓉於上述事實並根據將說明如下的研究結果 而儿成。因此’本發明的目的為提供一種單向離合器，該 單向離合器亦可作為轉矩檢測裝置，並可緩衝嚙合組件嚙 。所產生的應力。此外，本發明的目的為提供一種使用根 據本發明之單向離合器的轉矩檢測裝置。 [發明概要] 為達成上述目的，本發明提供一種單向離合器，該單 向離合益應用於將為單向旋轉而產生於離合器内的至少部 分應力轉變為其軸向的應力，並使該軸向應力得以抿抗彈 性。 因為為單向旋轉而產生於離合器内的至少部分應力轉 變為軸向應力並抵抗彈性，所以此單向離合器易於檢測反 應單向旋轉所產生之轉矩的内部應力，因此，該單向離合 器更可使用為轉矩檢測裝置，該轉矩檢測裝置可藉由諸如 丨線· 附加一用於檢測其軸向應力的檢測系統，而檢測單向旋轉 所產生的轉矩。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者，根據本發明之單向離合器設有一機構，在該機 構中之軸向應力係抵抗彈性，以使該彈性可作為單向旋轉 之離合器内所產生之應力的緩衝。 根據本發明之單向離合器並不使用習知技術中所使用 的内環與外環。在本發明的較佳樣態中，為將單向旋轉所 產生的應力轉變為轴向應力，該單向離合器包含有：第一 組件與第二組件，該沿著其軸向串聯之二個組件的配置方 一方面，當該第一組件或第二組件的任一個太〒- 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公髮)----- 313089 2 505746

五、發明說明（3 3 上旋轉時’該第一組件會與第二組件嚙合’以制止該第一 與第二組件之間的相對旋轉，且該第一與第二組件得以在 其軸向上彼此分離，以抵抗彈性；另一方面，當該第一或 第二組件的任一個在反向上旋轉時，該第一與第二組件= 此不再嚙合，而使該第一與第二組件之間得以進行相對= 轉’且該第一與第二組件#以藉由彈纟的辅助而在 上彼此靠近。 ，、釉向 在本發明的另一較佳樣態中，對於該第一與第二組件 的配置而言，該第一組件具有多數個輪齒形成於其:的第 一嚙合面，而該第二組件具有多數個棘輪片形成於其上 第二响合面，該第一與第二組件的配置方式係通常^垂直 於其軸向的方式彼此面對，且當該第一或第二組件的任— 個在該單向上旋轉時’該棘輪片得以喊合於相鄰的輪齒 2 ’而當該第一或第二組件的任一個在反向上 棘輪片不會與輪齒嚙合。 邊 ^本發明之更佳的樣態中，對於該輪齒與棘輪片的酉， 置而吕，各該輪齒係由陡靖傾斜面與漸進傾斜面（相對 嚙0面而吕）所組成，該輪齒與棘輪片#配置方式為將名 =棘輪片安裝於第二組件上’以使相對於第二嚙合面之縱 向上的角度為可改變的’以及一方面，當該第一或第二組 件的任-個在該單向上旋轉時，該棘輪片得以與輪陆 峭傾斜面响合，而完成與輪齒的唾合於笛 租合面的角度；且另一方面 =加=對於第二 ^ ^ 田鑲第一或第二組件的任一 個在反向上旋轉時，該棘輪片得以緊接於私 齒的漸進傾倒 313089 *裝 訂----------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五 、發明說明（ 面，並減小相對於第二嚙合 態中，該棘輪H H 角度再者，在更佳的樣 棘輪片可由剛性本體溆 置，該配置方式為i 以可轉動的方式配 〜么 式為其向得以相對於該第二嚙人面而以胜 疋角度對著該方向彈性地轉動。 ¥ L面而以特 為使内部應力得以順利 式為嗲箓一十雄 傅變為其軸向應力，較佳方 動，：了2 件的任一個被配置以可沿著其軸向滑 ==動系統進行旋轉;而另一組件則配置以可連； 、統。該旋轉制止系統可由諸如所謂的滾珠花鍵 裝置或鍵槽裝置所組成。 訂 另一較佳樣態是將彈性單元配置在正對於該第一或第 :::的任-個之响合面的背面上，其中該第一及第二組 牛系藉由旋轉制止系統而可滑動地安裝於轴向上。 較佳方式係該彈性單元可為一般的扁平形式，其軸向 線 長度較其徑向長度為短。此彈性單元可促使縮短單向離合 益的轴向尺寸。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉由配置用於檢測彈性單元應力形變的檢測系統，則 可完成易於檢測單向旋轉所產生之轉矩的轉矩檢测裝置。 較佳方式為該檢測系統包含有安裝在該彈性單元之多數個 位置上的多數個形變感測器，轉矩可根據來自該多數個形 變感測器之輸出訊號的平均值而檢測，此可提高轉钜檢測 訊號的S/N比。 本發明的其他實施例與效果可由下列參考附圖的說明 而得以瞭解。 313089 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ---------- B7 五、發明說明（5 ) [圖式簡單說明] 第1圖係動力辅助自行車的簡要例圖，而本發明之單 向離合器與轉矩檢測裝置係應詩該自行車。 第2圖係根據本發明之第一個實施例之轉矩檢測裝置 的例圖。 第3圖係表示鏈輪與棘輪齒輪之嚙合狀態的正視圖與 視圖各該鏈輪與棘輪齒輪係用於本發明之第一個實施 例的轉矩檢測裝置。 第4圖係表示鏈輪與棘輪輪齒零件之分解圖的示意透 视例圖。 第5圖係表示鏈輪與棘輪輪齒之嚙合狀態的示意透視 】圖以便說明棘輪輪齒零件的軸向位移。 第6圖係表示用於本發明之第一個實施例之轉矩檢測 裝置的鏈輪與鏈輪傳動齒輪的正視圖。 第7圖係表示鏈輪傳動齒輪的正視圖與側視圖。 、第8圖係表示本發明之第二個實施例之轉矩檢測裝置 的圖式，其中（a)為表示用於第二個實施例之轉矩檢測裝置 的正視圖，而（b)為表示該轉矩檢測裝置的剖面側視 圖。 第9圖係表示用於動力辅助自行車之轉矩檢測裝置的 d面侧視圖，其中本發明之第三個實施例的單向離合器 輪齒輪）係應用於該檢測裝置。 第10圖係表示如第9圖所示之單向離合器（棘輪齒輪) 與轉矩檢測裝置的分解透視圖。 本紙狀度規格⑽X 297公爱） 313089 -- n n n It n tim n Ml· n 1 · flu ϋ In til m n n 訂---------線 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 5 ^05746 A7 B7 五、發明說明（6 第11圖係表示輪齒與單向離入 嚙合狀態的圖式，以便說明根(棘輪齒輪）棘輪月之 裝置的原理。 二個實施例之轉矩檢測 第12圖係表示用於制止 行旋轉的旋轉制止系統實例的圖=件相對於傳動軸進 鍵型之簡要結構的俯視圖；⑻二，其中⑷為表示滾珠花 構的俯視圖；以及⑷為表示—鍵^花鍵鍵銷型之簡要結 圖。 之簡要結構的俯視 第13圖係表示單.向離合哭 輪片TO之棘輪片零件及用於其棘 於結構的圖式，其中⑷為表示彈簧柱安裝 狀;(b)為表示無彈菁柱安裝於其中之 狀〜、的透視圖；以及⑷為表示彈簧柱的側視圖。 矣14圖係用於說明彈簧柱之作料圖式，其中⑷為 柱安裝於其中之狀態的圖式，以及⑻為表示彈 線 簧柱女裝於其中之狀態的圖式。 第15圖係用於說明該彈簧柱之優點的圖式。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第6圖係表示虽由主鏈輪的背面觀看時，本發明之實 施例之動力辅助自行車的雙鏈式組合施力機構系統的放大 正視圖。 第17圖係表示當由主鏈輪的背面觀看時，本發明之另 實施例之動力辅助自行車的雙鏈式組合施力機構系統的 放大正視圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 第18圖係表示本發明之組合施力機構系統的圖式，其 中（a)為▲由主鏈輪之正面觀看時的放大正視圖，以及（b) 313089 505746 A7 -—---—---- B7 五、發明說明（7 ) 為剖面側視圖^ [元件符號說明] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 動力輔助自行車 2 3 車架 4 5 傳動軸線 6 6L 曲柄抽 6R 8 腳踏板 8L 8R 腳踏板 10 11 鏈輪傳動齒輪 12 13 傳動單元 14 15 圓柱狀套筒（滾輪軸） 16 17 電池 17a 17b 滾輪平板 18 19 安裝開口 20 21 圓柱狀滾輪 22 24 輪齒 25 30 子鍵輪 32 33 動力鏈輪 33f 34 位置感測器 34, 35 減速齒輪機構 35a 35f 輪鏈罩 37 37a 旋轉軸 38 39 棘輪齒輪 40 40a 末端部位 40b 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐

313089 ----I--------裝--------訂--------*線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 505746 A7 B7 五、發明說明（8 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 41 開孔 42 傳動轴 43 棘輪輪齒部位 44 齒輪 44a 漸進傾斜面 44b 陡Λ肖傾斜面 45 基座 46 圓柱狀制動器 48a 位置 48b 位置 50 螺形彈簧 52 擋板部位 54 中心軸 57 通孔 58 凹槽 60 碟形零件 70 鏈輪 72 單向離合器 74 轴承 76 碟形彈簧 78 剛性支撐組件 80 應變儀 82 圓柱狀容納零件 84 孔洞 99 單向離合器 100 棘輪片零件 101 背面 102 剛性棘輪片 102a 旋轉軸部位 102b 齒合部位 102c 扁平部位 103 圓柱狀部位 104 彈簧柱 106 開孔 108 第一旋轉制止凹槽 108a 第三旋轉制止凹槽 108b 第四旋轉制止凹槽 110 第二齒合面 111 軸環 112 輪齒零件 114 棘輪輪齒 116 漸進傾斜面 118 陡峭傾斜面 121 第一齒合面 122 墊圈 123 插銷 124 碟形彈簧 126 應變儀 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 8 313089 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9 505746 A7 . ____ B7 五、發明說明（9 ) 127 中心開孔 128 引線 130 支撐組件 132 内部底層部位 133 支撐通孔 134 支撐圓柱狀部位 136 偏位彈簧 138 轴承 139 軸承 140 第二旋轉制止凹槽 140a 凸出部位 140b 第五旋轉制止凹槽 142 末端部位 144 傾斜制動器表面 145 支撐部位 146 腳踏板轉轴 150 鋼球 152 鋼球 155 環形凹槽 160 平衡方向 170 凹入部份 171 直凹槽 A 末端部位 a 升起方向 B C形末端部位 b 下降方向 Fd、 Fp力 Fr 彈力 R 旋轉軸 [較佳實施例之說明] 鍊參考附圖詳細說明本發明之單向離合器（棘輪齒輪） 及使用該單向離合器的轉矩檢測裝置將以該單向離合器 (棘輪齒輪）與轉矩檢測裝置應用於其中的動力輔助自行車 為實例。 第一個實施例 第1圖為動力輔助自行車1的簡要例圖，本發明之第 一個實施例的單向離合器（棘輪齒輪）與使用該單向離合器 的轉矩檢測裝置係應用於該動力輔助自行車丨。如第丨圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 313089 --------------------1 訂·-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 505/4() A7 五、發明說明（1G ) 所示，該動力辅助自行車1的主要骨架結構包含有由金屬 管體製做的車架3,而包含前輪2〇、用於控制前輪的把手 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 16、後輪22與鞍座18等各種元件係如一般自行車以習知 方式安裝於車架3上。 在車架3的中心下方部位，傳動軸4係可旋轉地固定 於車架3上，且腳踏板化與8R藉由曲柄軸吒與6r而分 別安裝於傳動轴4的左手與右手端部位。作為被傳動側的 鍵輪2係藉由棘輪齒輪而共轴安裝於作為傳動侧的傳動轴 4上，其將做更詳細說日月，以及該棘輪齒輪配置以僅將自 行車！向前行進之單向（方向R)上的旋轉轉矩由傳動側傳 送至被傳動側。 丨線· 再者，在後輪22的中心部位，後輪動力機構系統ι〇 配置以將所傳送的腳踏力提供於後輪22，環狀的輪鍵Η 係圍繞於鏈輪2與自由輪（未表示於圖中）之間，該自由輪 配置於後輪動力機構系統中。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 腳踏板8所提供之前進方向的腳踏力係藉由曲柄桿6 將傳動軸4進行旋轉，以及該旋轉力作用於鍵輪2上而成 為圖式中之方向R的腳踏轉矩，並將鏈輪2進行旋轉而藉 由輪鏈12將腳踏轉矩傳送至後輪動力機構系統1()，結果 將後輪22進行旋轉而使自行車1向前行進。 其人，t關根據本發明《此實施例的轉矩檢測機構系 統結構將參考第2圖至第5圖進行說明。 f先參考第3圖，所示為鏈輪2與連接至該鏈輪2之 棘Λ齒正視圖；以及當沿著正視圖之線段S_S，切開 本紙張尺度適用?(&S)A4規格咖χ挪公髮）------ 10 313089 505746 A7 B7 五、發明說明（11 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 時’鍵輪2與棘輪齒輪39剖面的側視圖。如正視圖所示， 健輪2包含有剛性本體部位38，該剛性本體部位38具有 多數個輪齒24與位於相鄰輪齒24間的凹入部份25 ,輪鏈 12係圍繞於剛性本體部位3 8外緣。剛性本體部位3 8的中 心部位設有開孔4 1，傳動軸4係穿經開孔41並嵌入其， 以及圓柱狀制動器46係設於開孔4 1周緣。 棘輪齒輪39包含三個棘輪片4〇與一個棘輪輪齒部位 f 43。該二個棘輪片40係以等角度且離鏈輪中心（相當於圖 式t的傳動轴線5)等距離的間隔關係，而個別以固定的方 式配置於鏈輪2的本體部位38上。棘輪輪齒部位43配置 於鏈輪2的正面上，以便與棘輪片4〇嚙合。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第3圖的剖面側視圖說明鏈輪2與棘輪齒輪39安裝於 傳動轴4上的狀態。如本圖式所示，傳動軸42係以固定的 方式同軸地配置於傳動轴4周緣，以免其對著該轴移動。 傳動軸42外緣設有基座45,該基座45具有通常平行於傳 動轴線5的圓柱狀軸面。基座45使鏈輪2與棘輪輪齒部位 43以嚙合狀態配置。鏈輪2的配置方式為可使鏈輪2在無 棘輪齒輪之離合器作用的方向上，以分離且獨立於基座仏 中之傳動轴42的方式進行旋轉，而棘輪輪齒.部位43係以 將說明如下的方式固定於傳動軸42。 現在，有關鏈輪2與棘輪輪齒部位43嚙合狀態及離合 器功能將參考第4圖與第5圖進行說明。 第4圖為鏈輪2與棘輪輪齒部位43分解狀態的示意透 視表示。如第4圖所示’棘輪片4〇係個別以金屬製之些微 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） 11 313089 505746 A7 五、發明說明（l2 ) 伸長、扁平且彈性變曲的平板而形成止回器狀組件，以及 棘輪片40的尾部401)係藉由烊接或任何其他適當的方式而 固定於鏈輪2的本體部位38，該固定方式為使該止回工器狀 組件的末端部位4〇a相對於本體部位38傾斜以預定角度配 置。 又 棘輪輪齒部位43具有碟形零件6G，且該碟形零件Μ 具有平坦表面。在面向鏈輪面側上的碟形零件的平面上方 的整個外緣上形成有多數個輪齒44，該輪齒4"盥棘輪 片40嗔合。各該輪齒44具有漸進傾斜面…與陡靖傾斜 面44b。再者’碟形零件6〇的中心部位設有圓柱狀中心軸 54’該圓柱狀中心軸54係軸向地延伸，並由碟形零件⑼ 的平面向外凸出至其二側。中心轴54設有通孔57，該通 孔57可容納配置於傳動軸4的傳動轴42。在碟形零件的 ::向鍵輪面之正對側的中心軸54内部，扁平平板形式的 擋板部位52係與内部軸面連接並固定於其，以便將通孔 57在直徑方向上橋接。此外，將螺形彈簧5G插入中心軸 54中、，以使螺形彈菁5〇的-個末端部位緊接於播板部位 52，並使其另—末端部位固定於傳動軸（未表示於圖式 中）。 消 在鍵輪2與棘輪輪齒部位43喷合的狀態中，棘輪片 4〇的末端部位4〇a可進入為相鄰的傾斜面…與桃所形 成的齒輪底中，且其最頂端部分係以正對於陡嗜傾斜面 桃的㈣緊接於齒輪底，如第5圖所示。中心轴“的通 ,孔57谷納傳動轴42。在該狀況下（雖衅未类-於閲斗、由、 1本紙ίΓ尺度適用中國國家標準圖式中）二 12 313089 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 13 A7 B7 五、發明說明（13 ) 擋板部位52插入更伸長的凹槽58中，以便沿著傳動軸42 、α過該軸部位。此結構得以藉由腳踏轉矩而使棘輪 齒部位43與可旋轉的傳動軸4一同旋轉，雖然其不會相 對於傳動軸42進行旋轉。由於擔板部位52的軸向寬度設 定為較凹播g 長度為短，所以擋板部位52可沿著凹槽58 而，轴向上滑動。此時，撞板部位52係喷合於棘輪片40 的最頂端邛位與棘輪輪齒部位43嚙合的高度，因為其係藉 由螺形彈簧50而偏向於面向鏈輪2的方向。 如第5圖的下位部分所示，當傳動軸42以方向R旋 轉時(相田於自行車1向前行進的方向），棘輪輪齒部位43 與鍵輪2传以與傳動軸42 一同以方向R旋轉，因為棘輪 片40的最頂端部位緊接於輪齒44的陡峭傾斜面4补，而 不會沿著傾斜面滑動。另-方面，當傳動軸42以方向Κ 的反向旋轉時，棘輪片4〇的最頂端部位不會與傾斜面嚙合 σ著八/月動’因為棘輪片4〇的末端部位4〇a背面緊接於 漸進傾斜面44a，因此傳動轴42的旋轉並未傳送至鏈輪2。 此為棘輪齒輪39之單向離合器機構的原理。 當傳動軸42在方向R上的旋轉藉由棘輪輪齒部位43 傳迗至鏈輪2時，彈性棘輪片4〇會對陡峭傾钭面4朴所施 加的旋轉力產生抵抗而升起，如第5圖的下位部分所示。 因此，棘輪輪齒部位43抵抗螺形彈簧5〇的偏向力，而在 由初始軸向位置（第2圖與第3圖的位置48a)遠離鏈輪2 的軸向方向上進行位移，並終止於以腳踏力產生的旋轉力 祕輪片4〇的彈性所平衡的位置（第2圖與第3圖的位置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） 313089 n i n ϋ n n n I 1· n n n I · I .Μ I .M. ! ·»» I 雇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 505746 五、發明說明（Η ) 4朴）。當腳踏轉矩減小時， 吟陡峭傾斜面44b所施加的旋轉 力變得較小，因此棘輪片4〇美 ％ n ^巷於其彈性而被迫回到其原來 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的位置’以及同時藉由螺形彈箬 % A泮黃50而向下偏向的棘輪輪齒 口P位43係於軸向上位銘而、s 移而迫近鏈輪2。因此，棘輪輪齒部 位43的轴向位移量(笛q園、c 里^ Μ第3圖）反應出腳踏轉矩的大小。 為檢測棘輪輪齒部位43的軸向位移量，可將位置感測 器34安裝於自行車的車架上，以便檢測由預定位置至棘輪 輪齒部位43之碟形零件6。的軸向距離’如第2圖所示。 位置感測|§ 3 4舉例來今可士球l π ，_丄 今巧取及可由諸如下列兀件所組成··檢測組 件，該檢測組件由諸如肥粒鐵或類似物之磁性材料所製 做，並安裝以根據碟形零件6〇的軸向位移而在軸向上移 動，·線圈，配置於檢測組件的周緣；以及檢測電路，可電 檢測線圈電感率變化與阻抗變化關係。在此配置的狀況 下，雖然檢測組件係根據棘輪輪齒部位43的軸向位移量而 靠近或遠離該線圈，但是線圈的電感率可隨著檢測組件與 線圈間的距離而改變，以使到達棘輪輪齒部位43的軸向距 離L1可藉由檢測電路檢測電感率改變而進行計算。在此 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 應瞭解地是，事實上只要可以檢測該軸向距離或棘輪輪齒 部位43的轴向位移量^L，則亦可使用除了上述類型以外 亦可使用其他選擇之類型的感測器，且部份感測器亦可配 置於棘輪齒輪39内。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 位置感測器34的輸出端連接至控制器14，該控制器 14接收來自感測器的檢測訊號。控制器14可由微電腦或 類似物所組成’並具有根據所接收之與軸向距離相關的檢 14 313089 505746 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 15 A7 五、發明說明（15 ) 測訊號，而計算腳踏轉矩值的作業功能。 其次’根據本發明之此實施例的動力辅助系統將說明 如下。如第2圖所示，該動力輔助系統可包含有：鏈輪傳 動齒輪11 ’可直接與鏈輪2嚙合；電氣馬達37,可藉由電 池（未表不於圖式中）的驅動而旋轉，並藉由旋轉軸37a的 輔助而傳送辅助轉矩；減速齒輪機構35，用於降低電氣馬 達37對旋轉軸37a旋轉的旋轉速度，並藉由齒輪軸 將旋轉運動傳送至鏈輪傳動齒輪n;以及控制器14，用於 根據所計算的腳踏轉矩值而控制電氣馬達37。 減速齒輪機構35可包含有諸如多數個齒輪的組合等 等。在輔助轉矩的傳送通道中間部位（由齒輪所組成），可 配置以所謂的單向離合器（未表示於圖式中），用於僅在單 向上傳送動力。該單向離合器的配置方式為使其可將輔助 轉矩由電氣馬達37傳送至鏈輪傳動齒輪Π，但其無法以 反向傳送辅助轉矩，亦即，由鏈輪傳動齒輪u至減速齒輪 機構35的方向。此配置可確保自行車一直滑順且在未傳動 時並不會傳送任何的電氣馬達37負載至鏈輪2之容易的作 業。 鏈輪傳動齒輪11與鏈輪2嚙合狀態的正視圖示於第6 圖中（其中曲柄桿被省略）。如第6圖所示，圍繞於鏈輪2 上的輪鏈12包含有帶銷鏈節與滾輪鏈節交錯結合的配 置’該帶銷鏈節的配置方式為使得二個插銷置於蠶繭式的 二個環形平板中，而滾輪鏈節的配置方式為使得二個套筒 i=個環形平板中，以及滾輪係可旋轉地插入該滾筒外 本.·氏m尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇>(297公釐） 313089 ------I------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 505746 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A7 B7 五、發明說明（16 ) 緣。對於組成輪鏈12之帶銷鏈節與滾輪鏈節的各滾輪而 言，該滾輪的間距與直徑係形成以與鏈輪2的各輪齒唾 合。 如第7圖所示，鏈輪傳動齒輪11與鏈輪2的喃合可諸 如以實質上與輪鏈12相同的方式進行。鏈輪傳動齒輪^ 可包含有：二個平行配置的滾輪平板17a盥l7h·夕a 一 /D，多數個 圓柱狀套筒（滾輪轴）1 5,各該套筒通常以與輪鏈12滾輪相 同的間距，而沿著平板的周緣區域直立地置於該平板中 以便將該平板彼此連接；以及多數個（如該圖式所示，在本 實例中為六個）圓柱狀滾輪21，各該滾輪21係以可旋轉、 方式插入以便將各該套筒外緣覆蓋。各該滾輪平板 17b的中心部位設有安裝開口 19,傳動單元13係*铖二 牙、、、里該安 裝開口 19並安裝於其上。在相鄰滾輪21間的鏈輪傳動齒 輪11外緣部位形成有向内凹的凹入部份33，。 二個相鄰的鏈輪傳動齒輪11之滾輪21係與鍵輪^、 凹入部份25嚙合，且鏈輪2之一個輪齒24得w a 進入滚輪 間的間隙，如第6圖所示。較佳方式為將鏈輪傳動齒輪1 之凹入部份33’形成以使輪鏈12輪齒可易於喷人 口 1 >哀輪；21 中。例如，較佳方式係凹入部份3 3 ’具有與蠢繭式之輪鍵 12的鏈節平板窄中心部分實質上相同形式的形狀。 其次，有關本發明之第一個實施例的作用將泉 令亏附圖 做說明。 當自行車騎士向下踩腳踏板8L與8R而將傳動轴* l方向R進行旋轉時，以不可旋轉的方式固定於傳動紅4 本紙張尺度賴巾關家鮮（〇sJS)A4祕（210:¾7公爱） 一 " 313089 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} a叮· 4· 16 505746 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格x 297公釐） 313089 17 505746 A7 五、發明說明（is 自灯車速度感測器34安裝於自行車上，並根據腳踏轉矩τ 與自行車速度而計算辅助轉矩Te。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 例如，在最簡單之動力輔助控制的狀況中，當所計算 的腳踏轉矩T到達預定數值或更高數值時，會產生馬達控 制訊號，而下指令以開啟電氣馬達37並產生辅助轉矩，以 便相對於該腳踏轉矩維持預定的比例。在其他的狀況中， 控制器14會產生馬達控制訊號，而下指令以關閉電氣馬達 37。在此狀況中，僅當此數值到達該預定數值或更高數值 時，電氣馬達37可直接以軸向位移量△ Ε開啟。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 虽電氣馬達37開啟並旋轉時，旋轉力係藉由減速齒輪 機構35傳送至鏈輪傳動齒輪n，且鏈輪傳動齒輪丨丨係對 著中心傳動軸9在方向κ上旋轉，如第6圖所示。此時， 當鏈輪2對著傳動軸4之中心轴線5在方向R上提供傳動 轉矩時，各該滾輪21得以一個接一個與鏈輪2之凹入部份 25嚙合。如上所述，在本實施例中，來自電氣馬達的 輔助轉矩係藉由鏈輪傳動齒輪11傳送至高剛性輪齒24形 成於其中的鏈輪2區域，因此可在未彎曲鏈輪2且未偏離 旋轉中心的情況下辅助該腳踏力。此允許在腳踏轉矩到達 預定數值或更高數值的條件下附加該辅助轉矩，而可輕鬆 地進行自行車的踩踏板作業。 在上述的實施例中，轉矩可根據棘輪齒輪（亦為一般用 途的自行車所需）内部的軸向位移量進行計算，而無須將包 s彈性組件或傳送機構系統（各具有南剛性、體積鱼重量） 的組件及系統附加於該習知的自行車上，因此轉矩檢測機 表紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（2〗0·χ 297公爱7 18 313089 M)5746 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 19 五、發明說明（I9 構系統的空間及其重量可大幅降低，此亦可輔助將轉矩檢 測機構系統簡化。 此外’在此實施例中，來自電氣馬達37的輔助轉矩係 藉由鏈輪傳動齒輪11而傳送至具有較大直徑的鏈輪2外緣 部位’因此此配置具有可提供較辅助轉矩由傳動軸4加入 之配置更大減速比例的優點與性能，此可使轉矩檢測機構 系統尺寸更小且重量更輕，並將該機構系統簡化。 再者，在此實施例中，該動力辅助系統結構上的簡化 係藉由包含有整合於棘輪齒輪中之轉矩檢測機構系統的彈 性變形部位，並藉由配置鏈輪傳動齒輪u與傳動單位13， 因此無須大幅修改及改變習知自行車的車架結構。因此， 本實施例中的動力輔助自行車可具有更小尺寸且重量更 輕，並降低製造成本。 (結合施力與輔助動力的機構系統） 有關結合輔助動力與腳踏力之結合施力機構系統將參 考第16圖至第18圖而作為另一個實施例加以說明。 第16圖表示由背面（由第}圖的正對側）看主鏈輪2時 之組合施力機構系統的實例。該組合施力機構系統包含 有：子鏈輪30，該子鏈輪3〇係以主鏈輪2同軸地支撐； 動力鏈輪33,該動力鏈輪33可藉由在特定條件下所產生 的辅助動力而進行旋轉；循環輔助輪鏈32，該循環辅助輪 鏈32圍繞在子鏈輪30與動力鏈輪33之間，並將輔助動力 由動力鏈輪33傳送至子鏈輪3〇。動力鏈輪33與子鏈輪 各設有具有相同間距的輪齒。較佳方式為動力鏈給33的輪 本紙張尺度適用中國國€標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱)" --------- 313089 -----------—^--------t-----^-----線 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 505746 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（20 齒數目小於子鏈輪30的輪齒數目。 由於第16圖的組合施力機構系統係由主鏈輪2而設於 自行車本體内部，所以子鏈輪3〇與動力鏈輪33皆未由自 行車本體向外凸出，因而可使自行車本體具有更小尺寸。 此外，如第16圖所示，主鏈輪2與動力鏈輪33之間的距 離可較主鏈輪2半徑為小。因此，如第18(a)圖所示，當由 外部（由前侧）看自行車時，該組合施力機構系統並無損及 自行車外觀的風險，因為其幾乎隱藏於主鏈輪2軸向地内 部。將輪鏈罩35’安裝於主鏈輪2上以便將輪鏈12覆蓋 可進一步改善自行車外觀並保護該輪鏈。 第1 8(b)圖說明第1 g(a)圖的剖面側視圖。如該圖式中 所不，主鏈輪2與子鏈輪32係以插銷123固定，以避免相 對於彼此移動（亦即，以使其一同旋轉），且其藉由單向離 合器㈧而連接至傳動轴4。該動力鏈輪33係藉由動力轴 35a(平行於傳動軸4延伸）而與傳動單元13在作業上耦 合。動力鏈輪33的中心開孔34,形成有鋸齒狀（見第16 圖)，因而避免動力軸35a與中心開孔34,之間的滑動旋轉。 傳動單S 13可安裝於一般自行車所使用的車架上，且 該外喊包3有.電力由電池17供應的電氣馬達37(第2 圖）；以及減速齒輪機構35，該減速絲機構35連接至馬 達的輸出軸37a，並將降低的電氣馬達旋轉速度傳送至動 力鏈輪33的動力軸35a。沿著減速#輪機構^中之辅助 Μ㈣置有所謂㈣㈣合器（未表示於圖式 ._中），其可僅在單向上傳送動力。該單向離合器的配置及 以張尺度適用x謂） 器的配置及 20 313089 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - . •丨線 Α7

505746 五、發明說明（2!) 接方式為使其可將輔助動力由電氣馬達37傳送至動力鍵 輪33 ’但其無法以反向傳送轉矩，亦即，由動力鏈輪^ 至減速齒輪機構35的方向。 現在，將說明有關此實施例的組合施力機構系統的作 用。 由於電氣馬達37的旋轉係控制於特定條件下，且該輔 助動力係藉由減速齒輪機構35提供於動力鏈輪，所以 該動力鏈輪的轉矩係藉由辅助輪鏈12傳送至子鏈輪3〇， 並接著立刻傳送至主鏈輪2，其中該主鏈輪2係固定於子 鏈輪30並藉由腳踏力進行旋轉，因而將該辅助動力與腳踏 力結合在一起。 當電氣馬達37不旋轉時，馬達的旋轉負載並未傳送至 具有配置於減速齒輪機構35中之單向離合器（未表示於圖 式中）的動力鏈輪33,以便在騎駛該動力輔助自行車時可 感覺安靜與輕盈。 在此實施例中，所謂的雙輪鏈系統係採用以輔助動力 並未如習知技藝技術直接傳送至用於傳送腳踏力的輪鏈 12’且動力鏈輪33的輔助轉矩藉由分開安裝於其上的輪鏈 32而傳送至與主鏈輪2 —同旋轉的子鏈輪3〇的方式。相 較於習知技藝技術，藉由採用該雙輪鏈系統，則此實施例 的動力辅助自行車在配置傳動單元13方面有較大的自由 度。例如，如第16圖與第I8(a)圖所示，該傳動單元13 可配置於自行車向前行進的方向，以使該傳動單元13可安 裝於一般自行車所使用的車架上，而非安裝於專為動力輔 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） 313089 H ϋ· 1 UK n mmmmem tmmmm ail n tn n n I n m t·— n· flu m ϋ 訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 21 505746 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7___五、發明說明（22 ) 助自車使用而準備的車架上。 此外，在此可注意地是，事實上該動力鏈輪33可配置 於在周緣方向上選擇的位置。第17圖表示動力鏈輪33位 置在周緣方向上順時針改變90度之實例。在此狀況中，傳 動單元13可安裝於鞍座18(見第丨圖）的支撐架上。再者， 藉由選擇輔助輪鏈32的長度，則該動力鏈輪33(由主鏈輪 2中心延伸至動力鏈輪33中心的距離）更可以大的調整自 由度配置於離主鏈輪2周緣之徑向上的任何位置。 由於上述方法中的雙輪鏈系統可提供較大的零件配置 自由度，所以此技術可輕易地將習用任何自行車轉變為動 力辅助自行車。換句話說，此系統對於自行車架設計之限 制的影響很小。 再者，倘若動力鏈輪33的輪齒數小於子鏈輪3()的輪 齒數（如該圖式中所示），則減速比例可僅藉由該結合施力 機構系統完成。相較於習知的動力輔助自行車，此配置允 許小的減速齒輪機構35減速比例，以使該減速齒輪機構可 有更簡單的結構及更小型的尺寸。換句話說，此實施例可 大幅延伸減速齒輪機構的減速比例範圍。 第二個f施例 第8(a)圖與第8(b)圖說明根據本發明之第二個實施例 的每一轉矩檢測機構系統。在此實施例中，除了轉矩檢測 機構系統以外的元件皆與第一個實施例相同，因此相同及 相似的結構70件賦有相同的參考數字及符號，且為簡化說 明其完全相同的詳細說明將省略。 本紙張尺度时關家鮮（CNS)A4雜（21() χ 297公餐1------ 22 313089 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} ή-^τ· -丨線· 505746 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 23 五、發明說明（23 如 8(a)圖與第8(b)圖中所示，在第二個實施例中的 轉矩檢測機構系統設有鏈輪70，該鏈輪70的中心部位具 有圓柱狀容納零件82。該圓柱狀容納零件82為向鏈輪;^ 的一個平板表面侧凸出且在其另一平板表面側上凹入的圓 柱狀。該鏈輪70可配置以使該圓柱狀容納零件82的凹入 部分指向角踏板侧，以及其凹入部分容納有單向離合器 72,該單向離合器72可僅在由傳動側部位至被傳動側部位 的單向上傳送旋轉。該單向離合器72的被傳動側部位在其 與該圓柱狀容納零件82的凹入部分嚙合的部位固定於並 嚙合於傳動軸4，以便僅將方向R上的旋轉傳送至鏈輪 70。該鏈輪70設有多數個孔洞84(見第8(a)圖）於圓柱狀容 納零件82，以使該鏈輪變輕。 可選擇當傳動軸4在方向R上旋轉且該旋轉力傳送至 鏈輪70時，可將單向離合器72的被傳動側部位以相應於 腳踏轉矩大小的位移量，沿著軸向向鏈輪側位移之類型的 離合器作為該單向離合器72。可使用本發明之第一個實施 例中所使用的棘輪齒輪類型的單向離合器作為實例。 在正對側上之鏈輪70的較遠處内部表面上方，轴承 74配置於圓柱狀容納零件82的凸出部位周緣，以便由侧 面將該圓柱狀容納零件82固定。較佳方式為該轴承74配 置以承受來自軸向與徑向的負載。再者，較佳方式為載頭 圓錐形的彈性金屬碟形彈簧76可配置以將軸承74固定， 以便包住轴承74的外緣，且該碟形彈簧76可藉由剛性支 撐組件78而.固定於自行車本體。換句話說，該鏈輪70係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 313089 ---------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 505746 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（24 ) 彈性地靠著自行車本體固定，以便可在單向離合器的正 對侧旋轉。由第8(b)圖得知，當單向離合器72與碟形彈筹 76的軸向寬度投影在傳動軸4的中心轴線時，在軸向位^ 中會有單向離合器72軸向寬度影像與碟形彈簧％軸向寬 度影像重疊的區域。 再者，該碟形彈簧76設有應變儀8〇，用於根據施加 於彈箐的應力而檢測該碟形彈簧的變形，且該應變儀8〇 係連接至控制器14(見第2圖）。該應變儀8〇可以諸如金屬 薄層之電阻元件製做。當使用該薄層金屬電阻元件作為應 變儀80時，一個氧化膜絕緣層可配置於該碟形彈簧的 鏡面拋光表面上，且由多數個元件組成的電阻組件係藉由 •濺鍍或任何其他習知技術而以電橋形式形成於其上。控制 器14根據施加於碟形彈簧76的應力變形以檢測該電橋元 件的電阻率變化，並進而決定其應力大小。為改良檢測的 精確度，較佳方式為可將該應變儀8〇安裝於碟形彈簧76 最可能進行應力變形的位置上，以使造成電阻率數變化 的應力變形量盡可能變大。 可使用諸如壓電電阻元件或位置感測器作為應變儀 80的替代物，其中該壓電電阻元件係藉由施加於碟形彈簧 76的壓力而檢測電阻率變化，而該位置感測器係用於檢測 碟形彈簧76表面的位移量變化。 其次，本發明之第二個實施例的作用將更詳細說明。 當自行車騎士向下踩腳踏板81^與8尺而將傳動軸4在 方向R進行旋轉時’旋轉力係藉由單向離合器72的傳動 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2Ϊ〇 X 297公餐)-~ -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 雄 . 線· 313089 24 )U5746

五、發明說明（25 側部位而傳送至鏈輪70。此時，單向離合器72的被傳動 則部位有以相應於腳踏轉矩的位移量，沿 朽教g丄 石稍向向鏈輪侧 移的傾向’因此向内加壓的力量將沿著軸向作用於鍵輪 7〇上’此向内加堡的力量施加於藉由軸承以固定鍵輪7〇 的碟形彈簧76,並在碟形彈菁76中產生應力變形。此應 力變形反應出單向離合器72造成的鏈輪7〇軸向位移旦7 亦即腳踏轉矩的大小。 里 應變儀80的電阻率數值隨著碟形彈簧％的應力變形 而變化。電阻率數值的變化係以控制器14檢測，該护制器 14的内部記憶體預存有應變儀8〇的電阻率數值與腳=踏轉 矩關係的對照表’並藉由將所檢測的應變儀8〇電阻率數值 與對照表進行對照而決定腳踏轉矩τ。其次，類似於上述 本發明之第-個實施例中的方法，控制器14係藉由根據腳 踏轉矩τ所計算的辅助轉矩Te而控制電氣馬達37，以便 進行傳動與旋轉，且該輔助轉矩係藉由鏈輪傳動齒輪Η 而直接傳送至鏈輪70。 如上所述，在本發明的第二個實施例中，該轉矩亦可 根據由單向離合器72的壓力所造成之碟形彈簧76的應力 形變而進行計算’其中該單向離合器72亦為一般自行車所 必債’因而無須將高剛性、體積大且沉重的彈性組件與傳 送機構系統等分開附加於.習知的動力輔助自行車。因此， 本發明的第二個實施例可大幅減小轉矩檢測機構系統的空 間與重量，並簡化其機構。 f 二 此外，第二個實施例更可縮短軸向衝程，因為單向離 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(21G X 297公爱) ---------- 313089 — — — IIIIIIII I I --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · -線· 經 濟 ，部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 25 505746 A7 五、發明說明（26 ) 合器72與碟形彈簧76係以相同的寬度配置，該配置方式 為前者容納於鏈輪70的圓柱狀容納零件82中，而後者係 間接固定於圓柱狀容納零件82外緣。藉由採用以薄層形式 形成於碟形彈簧76表面上的應變儀8〇，而檢測相應於腳 踏轉矩之數量的方式可進一步改良此優點。以節省空間的 觀點來看，此可提供本發明的第二個實施例具有較第一個 實施例更明顯的效果。 第二個實施例 本發明之第三個實施例的轉矩檢測設備（棘輪齒輪）將 ^考第9圖至第14圖而做更詳細說明。由於除了轉矩檢測 λ備以外的元件皆與第一及第二個實施例相同，因此與第 一及第二個實施例相同之第三個實施例的元件設有相同的 參考數字，且該相同或類似元件的詳細說明將在下列 中省略。 ^ 如第9圖所示，鏈輪2係藉由棘輪齒輪的辅助而軸向 地支撐於傳動軸4上，如第1〇圖所示，該棘輪齒輪係由主 結構元件棘輪片零件100與輪齒零件112以正對的方式配 置所組成。 如第13 (a)圖所示，該棘輪片零件1〇〇的中心部仅設有 通常為碟形的開孔106,該開孔106可容納傳動軸4,2具 有二個剛性棘輪片j 〇2以等角度沿著開孔i 〇6的周緣方向 而配置於正對輪齒零件i丨2的第二嚙合面i〗〇側。此外: 該棘輪片零件1〇〇沿著其周緣方向設有三個凹入部分 第U(b)圖所示，以便容納各該棘輪片102〇^ 本紙張尺度涵Tii家標準(C^S)A4規格⑽x 2巧---邪 313089 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) * - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 26 505746 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（27 14(a)圖所不，該棘輪片1〇2可由下列部位所組成：旋轉轴 部位102a’其配置以容納於凹入部分17〇中，以便可對著 旋轉軸R旋轉；嚙合部位1〇2b，其由旋轉軸部位1〇以的 側面k伸，扁平部位1〇2c，其係鄰接於旋轉軸部位 側面上的嚙合部位102b(在未有嚙合部位1〇几延伸自旋轉 轴部位102a處）形成。該棘輪片1〇2得以在旋轉軸部位 置於凹入部分n〇中的狀態下轉動，以及該嚙合部位l〇2b 係根據該棘輪片102的此轉動運動相對於第二嚙合面ιι〇 改變角度。在本實施例的另一個模式中，該凹入部分17〇 的配置方式可為將凹入部分加長，以便當唾合部位如匕 下降時可容納於嚙合部位（第l4(b)圖）。 再次參考第13(b)圖，該棘輪片零件1〇〇設有鄰接於各 凹入部分170的直凹槽171，以容納彈簧柱1〇4。各該三個 直凹槽171的兩端延伸至該棘輪片零件1〇〇的外緣周邊。 如第13(c)圖所示，該彈簧柱1〇4的結構方式為一個末端部 位A通常以直角彎曲，而另一末端部位b通常以有稜角的 C形彎曲。當將彈簧柱104安裝於棘輪片零件⑽的直凹 槽m時，可在彈簧柱104沿著直凹槽m内滑動時，僅 以彈簧柱104之有稜角的C形末端部位B將棘輪片零件 1〇〇夹鉗，便可輕易地將該彈簧柱104安裝於棘輪片零件 100上，如第15圖所示。然而，倘若棘輪片零件1〇〇係如 上述方法以位於其上的彈簧柱104夾鉗，則來自彈簧柱Μ 之末端部位Β的拉力可能會使彈簧柱1〇4滑動並由棘04 ^^100掉落。為確保彈簧柱104穩定地裝附於 片 Μ氏張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21G X 297公爱 ---"_ 询月 27 313089 I I---I -------It-----1--I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7

件1 ο ο，則以直角彎曲之彈筈叔 评黃杈1〇4末端部位Α (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 棘輪片零件⑽的侧壁面1此，具有上述 =得以輕易地安裝於棘輪片零件⑽上，並避免由其 = 在弹菁枉104安裝於棘給y 棘輪片零件100之直凹槽171中 的狀況下，如第14(b)圖所示，彈里知1Λ4从* ώ τ ^ 弹|柱104的直線部位係盥 棘輪片102的扁平部位i〇2c〇f>^, 〜、 i 合，並在扁平部位1〇2c上 加壓，所以扁平部位1()2e與彈簧柱iG4的直線部位 接。因此’當無外力作用時，棘輪片102會相對於第二喷 合面m而以特定角度’在其縱向上(第u圖的平衡方向 16〇)升起。如第u圖所示，當該棘輪片1〇2由平衡方向 16〇偏離至上升方向a或下降方向㈣，彈簧柱1〇4會施 加一微小的彈性於棘輪片102上，以使該偏離回復其初始 平衡方向160。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再次參考第9圖與第1〇圖，圓柱狀部位1〇3係由棘輪 片零件100背面101延伸，該圓柱狀部位1〇3設有貫穿其 中心部分的開口 106，該棘輪片零件1〇〇背面1〇1設有環 形凹槽155(第9圖）於該圓柱狀部位1〇3外緣上，且多數個 鋼球152嵌入該環形凹槽155中，因此，該背面ι〇1將提 供轴向負載軸承與軸向滑動軸承。 藉由將圓柱狀部位103插入中心開孔丨27中而將碟形 彈簧124緊接於該棘輪片零件1〇〇背面1〇1。在此狀況中， 該碟形彈簧124係藉由鋼球152(亦即負載軸承）而在來自 棘輪片零件1〇〇之壓力的彈性抵抗方向上，可滑動地緊接 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 28 313089 505746 A7 B7 29 五、發明說明（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於背面101。在碟形彈簧124的正面上可配置應變儀126· 於夾180度的二個正對位置上。該應變儀126係藉由引線 128而電連接至控制器14。較佳方法為該應變儀可配置於 碟形彈簧124上的三個位置或更多個位置。此時，較佳方 法為將多數個應變儀配置於碟形彈簧124正面上之彼此旋 轉對稱的位置。 該碟形彈簧124係容納於碗狀之支撐組件13〇的内部 底層部位132中，該支撐組件130設有穿經其中心部位以 用於容納傳動軸4之支撐通孔丨33,並設有由其背面凸出 的支撐圓柱狀部位134。該支撐圓柱狀部位134的外緣表 面上車有螺紋，並以車有螺紋的支撐部位145内部壁面拴 住’以將支撐組件13G1I定於自行車本體。該支撐圓柱狀 部位134的内部壁面係與承受軸向與徑向負載的軸承^列 嚙合（如第9圖所示）。該軸承138係與形成在傳動軸4上 的傾斜制動器表面144〇#合。由於輛承139(第8⑻圖）係以 類似的方式安裝於傳動軸4的正對侧上，所以該傳動轴可 相對於自行車本體進行旋轉。 經 濟 -部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 =輪片零件之開孔雨内部壁面的四個位置上設有 轉制止凹槽108，各該第一旋轉制止凹槽 =:::。在該開孔106内部壁面滑動並緊接於其的 槽14〇， 置上叹有第一旋轉制止凹 各該第二旋轉制止凹槽14〇 並正對协分姑 刊保於軸向5上延伸， ;該第一旋轉制止凹槽1〇8。如 凹槽與該正對於第一旋轉：所不’該 %轉制止凹槽10 29 313089 A7 五、發明說明（3〇 的第二旋轉制止凹槽 各自組成在軸向上延伸的圓柱狀 凹槽。在各該圓柱肤 1 ςΛ ^ 凹槽中，容納並填充有多數個鋼球 使棘輪片零件1〇°得以在轴向5上以最小的摩 麵免相對於傳動軸4旋轉H統可稱為是 鍵，…意地…用諸如循壤轉動錢殊 化鍵之不同類型的遼漆# 装珠化鍵作為可滑動的旋轉制止系統。 此外’亦可使用除了該種滾珠花鍵以外的系統。例如， 如第12(b)圖所示，亦可使用所謂的鍵鎖花鍵式作為旋轉制 止系統，其配置方式為傳動軸4設有在轴向上延伸的凸出 部位14〇a，且棘輪片零件10〇設有容納該凸出部位l40a 的第三旋轉制止凹槽1G8ae在第12(b)圖中，該該凸出部 位140a可配置於棘輪片零件⑽側，且該第三旋轉制止凹 槽l〇8a可配置於傳動軸4側。再者，如第12⑷圖所示， 亦可使用所謂的鍵槽式作為旋轉制止系統，其配置方式為 棘輪片零件100設有在轴向上延伸的第四旋轉制止凹槽 108b’且該傳動轴4設有面向第四旋轉制止凹槽⑺朴的第 五旋轉制止凹槽140卜這些凹槽組成容納鍵板的方形稜柱 體凹槽。第一個實施例中所使用的擋板部位52亦可使用於 第三個實施例中。 、 再次參考第9圖及第1〇圖，輪齒零件112的中心部位 形成有開孔120(用於容納傳動軸4)，且包含有具有安裝凸 緣配置於其周緣部位且通常為圓柱狀的組件。該通常為圓 柱狀之組件的内部底層部位相當於輪齒零件〗12的第一 ^ 合面121，該第一嚙合面121設有多數個可與棘輪片1〇 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) " 313089 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： 丨線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 30 A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（31 ) 一 嚙合的棘輪輪齒114,各該棘輪輪齒114係由陡峭傾斜面 118與漸進傾斜面116(相對於第一嚙合面121而言）所紐 成，該陡峭傾斜面118與漸進傾斜面116係交錯且週期性 地沿著該輪齒零件的周緣方向形成。 該輪齒零件112係藉由軸環lu而軸向地支撐於傳動 轴4上，以使該第一嚙合面121得以面向棘輪片零件1⑽ 的I二嚙合面U0。此時，棘輪片1〇2係與棘輪輪齒114 嚙合（見第11圖）。換句話說，該傳動軸4係僅藉由棘輪片 102與棘輪輪齒114之間的連接部位，而與輪齒零件 在作業上耦合。如第9圖所示，墊圈122係與藉由軸環m 牙經開孔120的傳動軸4末端部位142嚙合，以避免輪齒 零件112在轴向上向外偏位。主鏈輪2係藉由插銷(第 9圖）而以不可移動的方式安裝於輪齒零件112。此外，腳 踏板轉軸146係安裝於傳動轴4頂端。此配置完成將傳動 轴4連接至主鏈輪2的棘輪齒輪，以便僅有為自行車前進 方向上的腳踏力所產生的旋轉可傳送至主鏈輪2。 較佳方法為將偏位彈簧13(5置於傳動軸4的傾斜制動 器表面144與棘輪片零件1〇〇的背面ι〇1之間。該偏位彈 酱136在轴向上偏位，以便當腳踏力低於預定值時（諸如當 其實質上接近零時），會在安裝於背面1〇1中的鋼球152與 碟形彈簧124之間產生間隙。 其次，本發明之第三個實施例的作用將說明如下。 當自行車騎士向下踩腳踏板8L與8R而將傳動軸4在 自行車前進方向上施加腳踏力並進行旋轉時，所產生的旋 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公复〉 31 313089 --------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（32 ) 轉力會傳送至以不可旋轉 棘輪片零件⑽。此時，如第定於傳動轴4上的 ”由棘輪片零件,。。施加於:輪 邰位侍以緊接於輪齒零件112 ’、端 称輪輪齒114的陡哨傾咎 便將所產生的力傳送至棘輪輪齒。“棘輪輪 笋由傳動1係連接至鏈輪2,所以棘輪片102的頂端部位 H動負餘_傾斜wp。倘若該棘輪片 —個末端部位接收相反方向的力巧與別，則會 在方向a升起。當該棘輪片1〇2在方向a升起時，該 輪片零件1GG會在轴向上向内遷移，並對置於棘輪片零 1〇〇與支撲組件130之間的碟形彈簧124加壓。另一方 面’彈力h作用於該碟形彈簧124上，以抵抗對碟形彈簧 124向下加壓的力。該彈力&可在短時間内為反應腳踏力 且將棘輪片零件100在軸向上傳送之力量平衡。因此，該 碟形彈簧124的應力形變、該棘輪片零件1〇〇與輪齒零件 112之間的間隙、該棘輪片1〇2相對於第二嚙合面ιι〇的 角度、該棘輪片零件1〇〇相對於自行車本體車架的位置、 對該該碟形彈簧124加壓的壓力等皆可作為反應腳踏力的 物理量。因此，腳踏轉矩可藉由檢測至少一個上述的物理 量而呈現。 在此第三個實施例中，係檢測該碟形彈簧124的應力 變形以作為物理量的實例。來自配置於碟形彈簧124上之 至少一個應變儀126的訊號係由控制器14進行加法作業 (包含平均作業）。藉由上述方式將多數個位置的應力變形 張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 32 313089 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) f. - 丨線. 505746

缝濟部智慧財產局員工消費合作社印製 33 量進行平均，則對相同的腳踏轉矩而言較大的輸出變化可 平均’而可補償雜訊成分，因此可提高S/N比，而進一步 增加轉矩的精確度。當應變儀數量增加時，此效果更大。 此外，搞若該腳踏力低於預定值或在其他狀況下，則 偏位彈簧136會在棘輪片零件1〇〇的背面1〇1與碟形彈簧 124之間產生間隙，因此鋼球152對碟形彈簧的碰撞 頻率可減小’此可減小應變儀訊號的雜訊成分，而改良轉 矩的檢測與動力辅助控制的穩定度。 應注意地是在本發明第三個實施例中的動力輔助控制 實質上係與第一個及第二個實施例相同。 第三個實施例可提供歸納如下之顯著的優點及性能。 (1) 可以一個機構系統完成棘輪齒輪與轉矩檢測裝 置，因此可減少零件數。所以，自行車尺寸可做得更小且 重量更輕，以及可以較習知自行車更低的成本製備。 (2) 由於具有負載單元與負載檢測感測器整合於其中 的碟形彈簧使用於檢測腳踏轉矩的部位，所以可以一個單 元完成二個功能，因此除了上述的效果以外，此可獲得更 小且更輕的結構及更低的製造成本。 (3) 由於本發明可獲得以上第（1)項及第（2)項所述之高 階的小型、質輕且簡單結構的轉矩檢測裝置，所以亦可擴 大將該轉矩檢測裝置安裝於一般自行車上的可能性。 (4) 基於以上第（1)項及第（2)項所述之原因，相較於習 知機構系統，傳送負載的損耗可降低，因此可感覺到高控 制靈敏度的輔助。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 313089 ^ · 訂----------線 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 505746 A7

五、發明說明（34 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (5)基於以上第（1)項及第（2)項所述之原因，相較於習 知機構系統（使用螺形彈簧），由於可減少無效的踏板運動 (直到感測器感測到的時間），所以本發明之動力輔助自行 車在踩踏板時的感覺彷彿一般的自行車在踩踏板時一樣， 然而習知機構系統在踩踏板時會有阻力的感覺。 雖然本發明已以個別實施例的方式做說明，但應瞭解 地是本發明並非僅限於任何一個該實施例，而係涵蓋不離 開本發明之範疇與精神的任何修改與變化。 例如’在本發明的各該實施例中，應瞭解地是將棘輪 齒輪的棘輪片或輪齒的任一個安裝於棘輪上，並將其另一 個^裝於傳動軸上的方法可修改為任何選擇且適當的方 式。例如，在第三個實施例的狀況中，該棘輪片零件1〇〇 可安裝於棘輪侧’而該輪齒零件112可安裝於傳動軸4上， 以使其為可滑動但不可旋轉，因此得以使輪齒零件112將 碟形彈簧124壓下。 雖然在第一個與第三個實施例中係以三個棘輪片作為 實例’但是該棘輪片數目無疑可為二個或四個或更多個。 亦應注意地是，如第12(a)圖、第12(b)圖及第12(c)圖中所 示之旋轉制止系統的凹槽及凸出部位數目並非僅限於上述 的數目。 更應注意地是’該結構元件亦可在不離開本發明之範 疇與精神的情況下，應用於其他的實施例中，縱使其已說 明於一個或多個實施例中但未說明於其他的實施例中。例 如，如第12(a)圖、第12(b)圖及第12(c)圖中所示之旋轉制 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 34 313089 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂， •線· 505746 A7

五、發明說明（35 ) 止系統亦可應用於第一個與篦^ 乐1因與第一個實施例。此外，如第二 個實施例所述的單向離合器系 也 糸統亦可應用於第一個與第三 個實施例中的棘輪歯輪其本 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 稱菌輪再者，第二個實施例中的多數個 應變儀亦可以和第三個實施 夕数個 丨回具他例相冋的方式配置，且該輪出 訊號可進行平均作業。 …配置以抵抗棘輪錄變形㈣彈性組件亦可在種類及 形狀方面’以選擇且適當的方式進行修改與變化。除了碟 形彈簧與螺形彈著以外，亦可使用橡踢材料製做的彈性組 件。 在本發明的各實施例中，所檢測的物理量可任選地且 適當地選擇，只要其係如第三個實施例中所述之棘輪歯輪 的變形即可。例如，亦可在第一個實施例中使用壓電感測 器，其係用於根據棘輪輪齒零件的軸向位移而檢測外推壓 力的變化。再者，得以將應變儀安裝於棘輪片上，並根據 該棘輪片的應力變形量而計算腳踏轉矩。此外，在第三個 實施例中，壓電感測器可配置於支撐組件的内部底層部位 中。棘輪片的旋轉角亦可以配置於旋轉軸上的編碼器檢 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 測。此外，可配置有用於檢測棘輪片零件相對於輪齒零件 之位置的位置感測器。 再者’雖然係以應變儀作為檢測應力變形之構件的實 例’但該構件並不僅限於應變儀，只要可檢測有關應力變 形的物理量即可。 此外，本發明之單向離合器及轉矩檢測裝置係以可應 用於動力辅助自行車的實例做說明。然而，應注意地是， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 35 313089 505746 A7 —------- B7 " 一丨丨丨""丨 ~一 五、發明說明（36 ) 本發明可應用於任何其他所選擇的用途，只要本發明的單 向離合器可應用於僅將單向旋轉由傳動構件傳送至被傳$ 構件即可。 [本發明之效果] 如以上之更詳細的說明，本發明之單向離合器可提供 的優點為：藉由附加用於檢測軸向應力的檢測系統，則其 亦可使用為用於檢測單向旋轉所產生之轉矩的轉矩檢測裝 置’因為該早向離合器可將為該單向旋轉而產生於該離合 器内的至少部分應力轉變為該軸向上的應力，以使該軸向 應力得以抵抗彈性。此外，本發明可提供的優點為：該彈 性可作用為由單向應力而產生於離合器内之應力的緩衝， 因為該軸向上的應力可承受該彈性。 再者，由於本發明的轉矩檢測裝置亦可使用為單向離 合器，因為該單向離合器的轴向應力可檢測作為轉矩，所 以本發明可提供的優點為：使用該單向離合器而檢測轉矩 的裝置可製做成尺寸小且重量輕。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 訂-· •線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 36 313089

Claims (1)

1. 505746 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1· 一種單向離合器，該單向離合 、 α 15應用於僅沿著其軸向傳 送單向旋轉；其中，為該單向旋轉而產生於該離合器内 的至少部分應力係轉變為該軸向上的應力，且該軸向應 力得以抵抗彈性。 2·如申請專利範圍第}項之單向離合器，其中， 第一組件與一第二組件係凡 1卞1恭以/口者該軸向串聯的方 式配置； 當該第一組件或該篦-έ 弟一組件的任一個進行該單向 旋轉時’該第一組件會盘兮笛-从μ 丁 I /、这第一組件彼此嚙合，以制止 該第一組件與該第二組件間 之間的相對靛轉，且該第一組 件與該第二組件得以在讀 呀X畏这軸向上彼此分離，以抵抗彈 性；以及 當該第—組件或該第二組件的任—個在該單向的 反向上旋轉時，該第-組件與該第二組件彼此不㈣ 合’而使該第一組件與該第二組件之間得以進行相對旋 轉’且該第-組件與該第二組件得以藉由該彈性的施加 而在該轴向上彼此靠近。 3.如申請專利範圍第2項之單向離合器，其中， 該第一組件具有多數個輪齒形成於其上的第一嚙 合面’而該第二組件具有多數個棘輪片形成於其上的第 二嚙合面； 該第嚙〇面與該第二嚙合面的配置方式係通常 以垂直於該軸向的方式彼此面對； 當該第一組件或該第二組件的任一個在該 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規^^97公釐） 313089 ΙΙΙΙΙ1ΙΙΙΙΙΙ — - I I I I I I I «ΙΙΙΙΙ — Ii (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 消

   、申請專利範圍 旋轉時，該棘輪片係噏 輪齒㈣合；以及 ㈣目鄰的輪齒間，以進行與該 當該第一組件或談笛β 反向上旋轉時，該棘輪兮任一個在該軸向的 輪片與該輪齒的喃合放開。一輪齒喷合’而將該棘 4·如申請專利範圍第3項之單向離合器…， 钭二=係由相對於該第，面’而言之陡峨傾 斜面與漸進傾斜面所組成； =輪片係安裝於該第二組件上，以使相對於該第 一嚙〇面之縱向上的角度為可改變的； :該第一纽件或該第二組件的任一個在該軸向上 :轉：=棘輪片係與該輪齒的該陡哨傾斜面喃合，以 ::=Γ喷合’而增加該棘輪片相對於該第二喝 口面的該角度；以及 當該第-組件或該第二組件的任—個在該軸向的 反向上旋轉時，該棘輪片❹接於該輪㈣該漸進傾斜 面，而減小該棘輪片相對於該第二喷合面的該角产。 5·如申請專利範圍第4項之單向離合器，其_，該棘又 係由剛性組件製做，並配置以使該縱向得以相對於 二喊合面而以特定角度對著一方向彈性地轉動。 6.如申請專利範圍第5項之單向離合器，其令，該棘輪片 包含有旋轉軸部位與嚙合部位，該旋轉軸部位係以可 動的方式配置在設於該第二組件上的凹入部分甲，且該 嚙合部位係由該旋轉軸部位延伸而與該輪齒嚙合。X 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼（210 X 297公爱) -------~-__ 38 31308ί

   -n n - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- - -----——線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 505746 六、申請專利範圍 7. 如申請專利範圍第6項之單向離合哭 具有扁平部位於該旋轉軸部位的側面上:、:：輪片 組件緊接於該棘輪片的該扁平部 ^由料姓 性地轉動。 丈X稞輪片得以彈 8. 如申請專利範圍第7項之單向離合器，其中，， 件為柱狀，並可容納在形成於該第二組❹的二：組 其中該凹槽的位置係與該棘輪片的該㈣， 9. 如申請專利範圍第8項之單向離合器，心；相:。 件包含通常以直角贊曲的第一末端部位，、以及 棱角的C形彎曲的第二末端部位。 =申:專利耗圍第2至9項任一項之單向離合器，其 中，該弟-組件或該第二組件的任一個配置以可沿著兮 :向滑動’並可藉由旋轉制止系統而安裝於傳動系J 上，以便避免相對於傳㈣統進行旋轉；而該第一植件 與該第二組体的該其他組件則可連接至被傳動系統。 11·如申請專利範圍第Π)項之單向離合器，其中，藉由該 旋轉制止系統而可滑動地安裝於該軸向上之該第一組 件或該第二組件的任一個係受支撐，以使彈性單元緊接 在正對於其喷合面的背面上，且該彈性係為該彈性單元 所提供。 12.如申請專利範圍第u項之單向離合器，其中，該彈性 單元為-般的扁平形式’其軸向長度較其徑向長度為 短。 13·如申請專利範圍第12項之單向離合器，其中，該彈性 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）

   丨 — 11 — — — —· --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -ira! •線-

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   六、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 組件包含碟形彈簧。 14.如申請專利範圍第！2項之單向離合器，其中，可Μ 2性單元緊接之該第-組件或該第二組件的任一個的 貪面設有用於負載及旋轉/滑動的軸承。 15·如申請專利範圍第14項之 w 具中，該軸承 包含多數個鋼球，該鋼球可於形成在复 X你八穿面的環形凹槽 中旋轉。 16.如申請專利範圍第12項之單向離合器，其中，當以該 單向旋轉所產生的轉矩低於特定料，偏位彈性：：： 置於該背面與該彈性單元之間，以便將該第一组件或該 第二組件的任一個進行偏位，而在該背面與該彈性單元 之間產生間隙^ 17·如申請專利範圍第10項之單向離合器， 八r 該旋轉 制止系統包含有滾珠花鍵。 18·如申請專利範圍第17項之單向離合器，复 八τ，可滑動 地安裝於該軸向上之該第一組件或該第二組件的任一 個設有開孔，該開孔係用於容納旋轉軸，而以該單向旋 轉產生轉矩。 19·如申請專利範圍第18項之單向離合器，ι /、丁，琢旋轉 制止系統包含有：一個或多數個第一凹槽列，該第一凹 槽列形成在該開孔内部壁面中，並在該軸向上延伸·一 個或多數個第二凹槽列，該第二凹槽列形成在該旋轉軸 中以便面向該第一凹槽，並在該軸向上延伸；以及鋼 球，該鋼球容納於該第一凹槽與該第二凹槽中 ϋ m m m n In 1— (n n n d— n · (n n n I I Hi m 一<»JI ·ϋ _1 n in In n m I . c請先閲讀背面之注意事頊再填寫本頁) 505746 098899 ABCD 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 具 社 印 製 六、申請專利範圍 20·如申請專利範圍第18項之單向離合器，其中，該旋轉 制止系統包含有··一個或多數個第一凹槽列，該第一凹 槽列形成在該開孔内部壁面中，並在該軸向上延伸；一 個或多數個第二凹槽列，該第二凹槽列形成在該旋轉轴 中以便面向該第一凹槽，並在該轴向上延伸；以及平 板該平板谷納於該第一凹槽與該第二凹槽中。 21·如申請專利範圍第18項之單向離合器，其中，該旋轉 制止系統包含有：一個或多數個凹槽列，該凹槽列形成 在該開孔内部壁面令，並在該軸向上延伸；以及一個或 多數個凸出部位列，該凸出部位列係形成於該旋轉軸 中’以便容納於該凹槽中。 22·如申請專利範圍第18項之單向離合器，其中，該旋轉 制止系統包含有：一個或多數個凸出部位列，該凸出部 位列形成在該開孔内部壁面中，並在該轴向上延伸·以 及一個或多數個凹槽列，該凹槽列係形成於該旋轉軸 中’以便容納該凸出部位。 23·如申請專利範圍第18項之單向離合器，其申，該旋轉 制止系統包含有··平板組件，該平板組件在該開孔直徑 的整個長度上延伸，並連接該開孔内部壁面；以及直通 凹槽該直通凹槽沿著該軸向而在該傳動軸中延伸。 24·—種轉矩檢測裝置，包含有用於僅在轴向上傳送單向旋 轉並可檢測該單向旋轉所產生之轉矩的單向離合器，其 中， ％ 該單向離合器係將為該單向旋轉而產生於該離合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐 313089 ^ -------It---------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^UD/4b A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 器内的至少應力之部分轉變為該軸向上的應力，以抵抗 彈性；以及 更提供有檢測系統，用於檢測該轴向上之該應力而 更進一步換算為轉矩。 仏如申請專利範圍第24項之轉矩檢測裝置，其中， 該單向離合器包含有一第一組件與一第二組件，該 第組件與該第二組件係以沿著該韩向串聯的方 置； 當該第一組件或該第二組件的任一個進行該單向 旋轉時，該第—組件會與該第二組件彼此嚙合，以制止 該第-組件與該第二組件之間的相對旋轉，且該第一組 件與該第二組件得以在該軸向上彼此分離，以抵抗彈 性，以及 田該第一組件或該第二組件的任一個在該單向的 反向上旋轉時’胃第一組件與該第二組件彼此不再嚙 合’而使該第-組件與該第二組件之間得以進行相對旋 轉’且該第-組件與該第二組件得以藉由該彈性的輔助 而在該軸向上彼此靠近。 26_如申請專利範圍第25項之轉矩檢測裝置，其中， 該第一組件具有多數個輪齒形成於其上的—第一 嚙合面，而該第二組件具有多數個棘輪片形成於其上 一第二喃合面； 、 該第一嚙合面與該第二嚙合面的配置方式係通常 以垂直於該軸向的方式彼此面對； 313089 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂i——線) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

   六、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 畲該第一組件或兮- 旋轉時’該棘輪片係响入―】件的任一個在該軸向上 輪齒的喃合；以及、目鄰的輪齒間，以進行與該 反向件或該第二…任-個在該軸向的 輪…輪齒的該棘輪片不會與該輪齒喊合，而將該棘 輸月與該輪齒的嚙合放開。 27·如申凊專利範圍第26 項之轉矩檢測裝置，其中， 各該輪#係由相對於一 . 、 第一嗤合面而言之陡靖傾 斜面與漸進傾斜面所組成； ㈣傾 該棘輪片係安裝於詨坌- 一 &人I …第一組件上，以使相對於該第 一鳴合面之縱向上的角度為可改變的； 當該第一組件或該第-細 , ^弟一組件的任一個在該軸向上 疑轉時，該棘輪片係盥兮铪 一该輪嵩的該陡峭傾斜面嚙合，以 =與該輪齒㈣合’而增加該棘輪片相對於該第二喊 合面的該角度；以及 當該第一組件或該第二組件的任一個在該轴向的 反向上旋轉時，該棘輪丨係緊接於該輪齒的該漸進傾斜 面’而減小該棘輪片相對於該第二績合面的該角度。 从如申請專利範圍第27項之轉矩檢測裝置，其中，該棘 輪片係由剛性组件製做，並配置以使該縱向得以相對於 該第二嚙合面而對著特定角度彈性地轉動。 29.如申請專利範圍第28項之轉矩檢測裝置，其中，該棘 輪片包含有旋轉軸部位與嚙合部位，該旋轉轴部位係以 可轉動的方式配置在設於該第二組件上的凹分 ^-------It---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) 43 313089 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 Α8 Β8 CS D8 六、申請專利範圍 二’且該嚙合部位係由該旋轉軸部位延伸而與該輪齒嗜 3〇.如申請專利範圍第29項之轉矩檢測裝置，其中，該棘 輪片具有扁平部位於該旋轉軸部位的側面上，且藉I將 彈性組件緊接於該棘輪片的該扁平部位，使該心卜 以彈性地轉動。 々传 31 ·如申睛專利範圍第30項之轉矩檢測裝置，其中，該 性組件為柱狀，並可容納在形成於該第二組件中的2槽 中而該凹槽的位置係與該棘輪片的該凹入部分相鄰。 32’如申#專利範圍帛31項之轉矩檢测裝置，其中，該 性組件包含有通常以直角彎曲的第一末端部位，以2 常以有稜角的C形彎曲的第二末端部位。 33.如申請專利範圍第25至32項任—項之轉矩檢測裝置， 八中，該第一組件或該第二組件的任一個配置以可沿著 該軸向π動，並可藉由旋轉制止系統而安裝於傳動系統 上，以便避免相對於傳動系統進行旋轉；而該第一組件 與該第二組件的該另_組件則可連接至被傳動系統。 34·如申請專利範圍第33項之轉矩檢測裝置，其中，藉由 該旋轉制止系、统而可滑動地安裝於該轴向上之該第一 組件或該第二組件的任一個係受支撐，以使彈性單元緊 接在正對於其嚙合面的背面上，且該彈性係為該彈性單 元所提供。 35·如申凊專利範圍第34項之轉矩檢測裝置，其中，該彈 I性單元為一般的扁平形式’其軸向長度較其徑向長度為 ^紙張尺度適用ΐ關家標準（CNS)A4規格ϋ: 297公髮 44 313089

   (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----------線· ^ /46 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 短。 36·如申請專利範圍第35項之轉矩檢測裝置，其中，該彈 性組件包含碟形彈簧。 37·如申請專利範圍第36項之轉矩檢測裝置，其中，該檢 測系統係檢測該彈性單元的應力形變。 38·如申請專利範圍第37項之轉矩檢測裝置，其中，該檢 測系統在該彈性單元的多數個位置上設有多數個形變 感測器’並根據該多數個形變感測器之該輸出訊號的平 均值而檢測該轉矩。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 313089 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）