TW562765B - Power assist bicycle - Google Patents

Description

562765 Λ7 __________ _ B7 五、發明説明“) — 發明背景 本發明是關於一動力輔助自行車其中一容納有電動馬 達的動^單元是安裝在一自行車主體如此使得此動力輔助 自行車可容易地藉由電動馬達輸出的輔助驅動力與一輔助 的腳踏腿力而沿著上坡或逆著頭風而騎。 爲此類此類型的動力輔助自行車，是需要安裝一作爲 自行車動力源的電瓶單元至一動力單元。以如此結構，然 而，根據此一般具有大重量的安裝位置，可使自行車的重 心升高或使主體的重量分散，其將導致自行車轉向穩定度 更困難或此便利運輸更困難。爲此理由，最好是在設計上 配置電瓶單元於動力單元附近。 在一動力輔助自行車的習知電瓶單元配置中，此電瓶 單元是在動力單元附近而沿著一自行車主體框的（自一頭 管在向下方向朝後傾斜延伸的大管）主管上端或一車座管 的後端配置。 然而如此的配置已具有下列的問題。 在沿著主管上端設有電瓶單元的配置中，此電瓶單元 r( 是定位在形成於主管與車座管間V形腿部活動空間（當上 ϊ /. * ；!： 或下車座時騎車者的腿移動通過的空間）前側部分。根據 ·;· 如此的配置，當騎車者騎上或下車座時，騎車者需要跨過 i? 主管與電瓶單元兩者，因此是不方便的。 ΐ 在沿著車座管後端設有電瓶單元的其它配置中，其所 !； 造成的不便是可解決的，但是接近後輪的結構將變得複雜 丨Ί1 ：； 化。再者，當安裝電瓶單元時，車座阻礙此安裝，而且自 \ ill'l ( ( NS ) Mim ( ?10X 297^># ) " . (許先閱讀11]·而之;i.意氺項-f}^，^本rlc)

562765 五、 發明謂Λ1] ί (2 ) 行 車 的 重 心 向 後 移 使 得 無 置 中 造 成 1 問 題 〇 發 明 槪 述 本 發 明 的 — S 的 是 在 題 與 不 便 並 提 供 一 具 有 改 電 瓶 單 元 是 配 置 在 動 力 單 並 集 中 其 重 量 因 而 改 善 轉 的 功 能 與 改 善 電 瓶 單 元 的 另 一 的 是 在 提 供 — 單 元 附 近 空 間 的 結 構 之 動 件 或 部 件 的 配 置 變 得 小 巧 本 發 明 的 這 I^b 與 其 它 行 車 以 達 成 > 此 動 力 輔 助 撐 此 可 轉 動 的 Λ ^ 刖 與 後 輪 之 所 騎 的 主 體 框 上 之 車 座 J 互 連 接 之 踏 板 而 此 白 行 »; 一 在 向 後 方 向 白 頭 管 向 % 1 •1 ' i '1 小 •ί· 車 站 高 度 支 撐 車 座 於 其 座 管 的 下 丄山 m 部 是 經 由 — 動 J.：l ί) J 體 上 V 形 狀於 其 間 當 上 下 i / 部 活 動 空 間 > 及 一 長 方 平 \) r, 巧1 ή. 元 之 電 瓶 .單 元 是 配 置 在 此 1 Γ 夕 t 以 便 延 伸 於 白 行 車 的 水平

4也汛广度延川'i Κ ίΡ; ( ( Ά ) AWUM ΑΊ Β7 法確保轉向的穩定性因此在此配 免除上述習知技術中所接觸的問 善結構的動力輔助自行車其中一 元附近以降低自行車主體的重心 向穩定度，並改善騎車者上下車 安裝。 具有可有效運用動力單元與電瓶 力輔助自行車以使此自行車的構 並降低其重心。 目的是可藉由提供一動力輔助自 自行車包括一前輪與後輪，一支 自行車主體框，一安裝在騎車者 及一對穿過一曲軸並可操作地相 車主體框包括一支撐前輪的頭管 下傾斜延伸的主管，及一在自行 上端部的車座管，其中主管與車 力單元而連接以便界定一具有大 車時騎車者的腿可移動通過的腿 行六面體並可作動連接至動力單 V形狀的腿部活動空間的最下方 方向。 Ί()，297公处） (1Λ1間讀-ίν而之：/J-悉肀項:木rlo

-5 - 562765 A7 —_ B7 *"* *·—一一*••―一*'•一— ** ♦一，一-**· 一 " * 一一一—-一— ··一- - — - - - _ - - ----- — —— 、發明Φί明（3 ) 在一較佳實施例中，動力單元是配置在主管與車座管 的下端部之間使得在向前方向朝下傾斜以便在電瓶單元與 動力單^間界定一部件空間用以配置一輔助部件於此部件 空間。動力單元包括一動力馬達而該輔助部件包括一控制 單元可操作地連接至電瓶單元以控制電瓶單元的電流因此 操作電動馬達。控制單元是安置在動力單元而控制單元與 動力單元是由一單元罩覆蓋，此單元罩是與一電瓶座一起 形成，而此電瓶座中固定有電瓶單兀。 一對位於兩側的橋管是如此配置以便在此動力單元上 方水平跨過主管與車座管而電瓶單元是安裝在橋管上。電 瓶單元是水平配置以便大體上平行於橋管並固定至可拆裝 的主管與車座管。 動力單元是由主體框支撐在至少三個懸吊點上使得曲 軸是配置在藉由連接自主體框側看的三個懸吊點而形成的 三角部內側。 根據本發明輔助自行車的結構，由於長方形電瓶單元 是水平配置在V形腿部活動空間的最下方位置，可使此結 構變得小巧並使主體框的重心集中而免除不利於騎車者的 ；(. 上下車動作。動力單元的前傾配置界定其與配置於其上方 小 ^ 的電瓶單元間的部件空間，使得除了上述的功效外並有效 λ _ 、： ίι 運用此空間。 Ί V， f 再者，橋管的位置可加強主體框的剛性，且此可藉由 !ί 支撐動力單元於至少三個懸吊點而增強，而曲軸在此三個 ^ 懸吊點的三角部中的配置更增強此剛性並防止由於腳踏腿 ^ /Π'Ι ( ( NS ) ,\mM ( ?l〇x 297^^ ) -6 - 562765 Λ7 B7 ____________ ----------------------- _ 一__- 一 —------竹丨 _____一 五、發明説明（4 ) 力而集中於主體框的應力。 本發明的本質與其它特徵經由以下的5兌明並爹考所附 圖式將資爲淸楚。 圖式簡單說明 · 圖1是根據本發明動力輔助自行車的側視圖； 圖2是根據本發明的一實施例中自行車主體框的一部 分I I (圖1 )的放大側視圖；及 圖3是圖2中I I I方向的平面圖。 (訃先間讀背而之注意事項乃續巧本刃)

主要元件對照表 1 自行車 2 主體框 3 頭管 4 主管 5 橋管 6 加強構件 7 中央管 8 車座管 9 中央托架 11 交叉管 12 鏈拉條 13 車座拉條 14 前輪 ^ Ι·νΐΛ^Γ·; (( 562765 A7 B7 五、發明説明 ;：) π j 〉1丨； 5 15 前叉 16 把手柱 17 ^把手桿 18 後輪 2 1 車座柱 2 2 車座 2 3 前輪罩 2 4 後輪罩 2 6 前懸吊 2 7 上後懸吊 2 8 下後懸吊 3 0 動力單元 3 1 電動馬達 3 2 組合單元 3 3 曲 I* 3 4 曲柄 3 5 踏板 3 6 驅動鏈 4 0 腿部活動空間 4 0a 前空間區 41 電瓶單元 4 2 啣接構件 4 3 鎖固機構 4 4 部件空間 反度逆⑴'1 :；·(( NS ) ( 210〆 297 公郑） (1Λ先間讀背而之注4事項^本Π )

-8- 562765 A7 B7 五、發明説明（6 ) 45 控制單元 46 單元護罩 (^尤間^'外而之>i.4事項-^稍朽木打 4 7 ^電瓶座 較佳實施例說明 本發明將參考圖1至3予以說明。 參考圖1至3，本發明的動力輔助自行車1包含一主 體框2，此主體框具有一結構，例如，其中一向下傾斜朝 後延伸的大的主管4是固定至位於自行車1前部的頭管3 ，及一對位在兩側的水平橋管5的前端部是連接至主管4 上略高於底端部的部份以便向後延伸。參考數6標示一強 化用加強構件。 橋管5的後端部是連接至一車座管8所固定至以便向 上延伸的中央管7。一中央托架9是連接至橋管5的後端 部與中央管7以便向後延伸，而中央托架9是以一板件製 成並具有一大體如圖3所示的匚形狀。 一短長度並延伸於自行車主體寬向的交叉管1 1是連 接至中央托架9的後中央部，而一對位在兩側的鏈拉條 /,1 :ί 1 2是是連接至此交叉管1 1以便向後延伸。再者，一對 小. ¥ 位在兩側的車座拉條1 3是連接至車座管8的前端以便在 ^ 一向下傾斜方向上向後延伸。 ί 橋管5構成一橋構件，其在一較佳實施例中是以各具 X ^ // 有圓形或類似截面的數個圓管形成。然而，亦可以具有其 ' 它截面的材料形成，只要其強度具有相等或大於此圓形管 h \'<\\ \ ((NS) *^ 297^1 -9- -10- 562765 A7 B7 -------------------------------- --------------------- - 五、發明説明（7 ) 的強度。雖然在本實施例中，配置有一對位於兩側並具有 一小直徑的管，而一具有相對大直徑的管亦可取代。 一資撐前輪1 4的前叉1 5是可轉動的安裝至頭管3 而前叉1 5具有一安裝有穿過把手柱1 6並可整體轉動的 把手桿1 7。另一方面，一後輪1 8是藉由車座拉條1 3 與鏈拉條1 2的連接部以支撐在其兩側邊。車座2 2是穿 過車座柱2 1以安裝至車座管8的上部。圖1中，參考數 2 3標示前輪罩而參考數2 4標示後輪罩。 前懸吊2 6是配置於主管4的下端而上與下後懸吊 2 7與2 8是配置於中央托架9，以及一動力單元3 0是 藉由螺栓固定至這些懸吊2 6 ，2 7與2 8。亦即，主管 4的下端與車座管8的下端是藉由動力單元3 0與配置於 動力單元3 0上方的兩橋管5連接，因此動力單元3 0亦 作用爲自行車主體框2的加強構件。動力單元3 0中，配 置有電動馬達3 1與動力組合單元3 2，此組合單元3 2 產生一由馬達驅動力與腳踏腿力所組成的動力。曲軸3 3 是支撐以穿過在主體寬向上的動力單元3 0而一對位於兩 側的曲柄3 4是固定至可整體轉動的曲軸3 3的兩側。踏 板3 5是固定至曲柄3 4前端部以便可各別轉動。 ' j, Ά ί 一驅動鏈輪（未顯示）是藉由曲軸3 3固定在動力單 ί '丨 π 元3 0的右側部，而一從動鏈輪（未顯示）是配置在後輪 f 1 8的右側。 / ^ 如圖2所示，配置於主體框2的三個懸吊2 6 ，2 7 與2 8是如此定位以提供一三角形狀’就如自側面觀之’ \ K I'V ^· =(：； :ι! ( ^ ) ( 7\0x 291^^ ) (1Λ先間讀1VV5之注意事項:本rjc )

562765 A7 _ 137 五、發明説明（8 ) 其中定位有曲軸3 3。再者，要注意到在可配置四個懸吊 的情形以提供一長方形下，曲軸3 3將定位在此長方形中

〇 I /-· 主體框2的主管4，橋管5與車座管8和動力單元 3〇於車座2 2前方一起構成一具有大體V形的腿部活動 空間4 0。此腿部活動空間4 0是騎車者的腿在跨上或跨 下車座2 2時所移動通過的空間，而一作爲馬達3 1動力 源的電瓶單元4 1是位於橋管5的上部，亦即，腿部活動 空間4 0的最下方。 電瓶單元4 1具有例如爲長方平行六方體的形狀，此 形狀是水平配置以平行於橋管5並藉由一附在主管4的啣 接構件4 2與一安裝在車座管8的鎖固機構4 3而固定至 可拆卸的主體框2，如此使得藉由一私用鑰匙鬆開鎖固機 構4 3以便向上移動電動單元8。 動力單元3 0是略微傾斜地安裝在向前方向上。一楔 形部件空間4 4是界定在動力單元3 0，電瓶單元4 1與 橋管5之間，而一控制單元4 5是安裝於此空間4 4中。 η 控制單元4 5容納有一電腦裝置，如微電腦，用以控制電 f] \ :丨1 動馬達3 1的動力並固定至動力單元3 〇的上表面。控制 十 一 :彳丨 單兀4 5可固疋至橋管5。控制單兀4 5構成一輔助部件 一 '‘ ^ ，而繼電器，充電單元，或控制單元以外的類似物亦可配 J 置在此部件空間4 4中作爲輔助部件。 Π 動力單兀3 0與控制單元4 5是藉由一由合成樹脂或 ： 類似材料所形成透明外觀的單元罩4 6覆蓋，如圖1所示 ^ ( ( NS ) ( ?i〇x 297^it.) -11 - 562765 ' A7 _______ 一_ B7 五、發明説明（9 ) 。一電瓶做4 7是固定在單元罩4 6的上緣部使得電瓶單 元4 1緊密的固定在電瓶座4 7。 當騎著上述構造的本發明動力輔助自行車1時，動力 單元3 0的曲軸3 3是藉由坐在車座2 2上騎車者的腳踏 腿力朝著前進方向向前驅動。同時，控制單元4 5控制電 瓶單元4 1的電流以操作馬達3 1使得輔助驅動力自具有 一施加至曲軸3 3的腳踏腿力的相應量之馬達3 1輸出。 此腳踏腿力與輔助驅動力是藉由動力組合單元3 2以 組成，而此組合力是經由驅動鏈3 6傳送至後輪8，因此 驅動此動力輔助自行車1。控制單元4 5控制施加至馬達 3 1的電流以保持腳踏腿力與輔助驅動力的恆定比率，例 如，1 : 1 ° 如上所示，根據本發明的動力輔助自行車，由於腳踏 腿力是藉由馬達3 1所產生輔助驅動力的恆定比率之輔助 ，此動力輔助自行車可以很容易地起步，或騎上斜坡，或 逆風而騎。當騎車者騎上或下車座時，騎車者的腿會移動 經過主體框2的腿部活動間4 0。以此觀點，根據本發明 的輔助動力自行車1，由於長方形的電瓶單元4 1是水平 ：( 地位在腿部活動空間4 0的最下部，比較起沿著主管配置 小. ^ 電瓶單元的習知自行車，上車與下車的方便性是明顯地改 人’） ' ^ 善。亦即，在本發明的配置中，電瓶單元4 1不是配置在 f 圖1中騎車者的腿常移動通過的腿部活動空間4 0的前空 \ 1 間區4 0 a ，所以騎車者的腿僅會跨過主管4。 r丨,· V 再者，由於電瓶單元4 1是配置在動力單元3 0的直

' ’ * * * - * - - — — - — —_ I \ ^ '1 Rl-n U "I1 ( ( NS ) ( 210 X 297^# ) (1Λ先間讀lylr;之注总事項-/T}^/lr»;T 本r}o

-12- 562765 A7 R7 五、發明説明（10) 接上方附近，此將降低自行車主體的重心並集中主體的重 量，因而改善轉向的穩定性。由於電瓶單元4 1是配置在 水平方尚上，因此可容易拆裝。 更者，由於諸如控制單元4 5的輔助部件是配置在界 定於電瓶單元4 1與前傾的動力單元之間的楔形空間4 4 ，一接近於動力單元3 0與電瓶單元4 1的空間可有效運 用，因此使得部件的配置變得小巧簡單並降低了重心。 更者，由於橋管5是配置在主管4與車座管8之間， 可大大地改善主體框2的剛性，而電瓶單元4 1是配置在 橋管5上方一剛性強化的位置，可改善設立穩定性。此配 置將避免一不完全接觸的麻煩。 更者，由於動力單元30是藉由三個懸吊26 ，27 與2 8的三點而支撐至主體框2，而曲軸3 3是如側視圖 中配置在由此三點連接形成的三角部A內側中，因此由腳 踏腿力所產生而施加至動力單元3 0的曲軸3 3之多方向 力矩可藉由此三點均勻支撐並傳送至主體框2。由於此理 由，可有效防止應力集中因而延長主體框2的壽命。 要注意到本發明並不僅限於上述的實施例，許多的改 變與修正仍涵蓋於所附的申請專利範圍與其所獲得的功效 Ϊ 內° ^ m »! Κ, |Λ；<, ,· ( cNS ) aahim ( ?10X 297^>ii ) -13- (訃先閱讀1VV5之注;δ事項再从打本R)

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 562765 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 第87 1 1 6969號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國92年1月20日修正 1. 一種動力輔助自行車，包含： 一前輪與一後輪； 一支撐可轉動的前輪與後輪之自行車主體框； 一安裝至自行車主體框而由騎車者騎坐之車座；及 一對經由一曲軸以可相互作動連接之踏板，該自行 車主體框包括一頭管，該頭管支撐車座於其上端部在自行 車的站立高度， 該自行車之特徵在於，主管及車座管的下端部係經 由一動力單元而連接，以界定一具有實質V形狀之腿部 空間於其間，當騎車者上下車時，其一腿可移動通過此空 間，且，具有長方六面體形狀並可操作地連接至此動力單 元之電瓶單元，係配置於此V形狀腿部空間的最下方位 置，以延伸於自行車的水平方向， 該動力單元係配置於主管與車座管的下端部之間， 以使向下傾斜於前進方向，而界定位於電瓶單元與動力單 元之間的部件空間，用以配置一輔助部件於此部件空間， 一對位於兩側的橋管係配置以使在動力單元上水平 跨過主管與車座管之間，而電瓶單元係安裝在橋管上， 該動力單元係藉由主體框而支撐在至少三個懸吊點 ，以使曲軸配置在藉由連接此三個懸吊點而形成的三角部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -1 - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

   562765 A8 塁个i年f月>7曰修正 六、申請專利範圍 分內側，該動力單元包括一電動馬達，該輔助部件包括一 可操作連接至電瓶單元之控制單元，用以控制電瓶單元的 電流而操作此電動馬達，該控制單元係安裝在動力單元上 ，控制單元及動力單元係由一單元罩覆蓋，此單元罩係與 一電瓶座一起形成，而此電瓶座中固定有電瓶單元，該控 制單元係配置在水平設置的動力單元之上方及水平設置的 橋管之下方， 該電瓶單元係水平配置以使實質平行於橋管，並固 定至可拆裝的主管與車座管，及 該動力單元係以傾斜於前進方向之方式，而由主體 框予以支撐。 (請先閲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 • 2 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠）