TWI311968B - - Google Patents

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1311968 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種車輪驅動裝置，尤其是用電動馬達 來驅動車輪的自行車用車輪驅動裝置。 【先前技術】 近年來’利用電動馬達的動力等來輔助騎車人對腳踏 Φ 板的蹬踏力量的電動輔助自行車的普及和發展的很快。尤 其在中國國內’將電動馬達內置於輪轂內以輔助驅動車輪 旋轉的電動自行車、以及由電動馬達驅動車輪而騎車人無 需蹬踏腳踏板的電動自行車的普及和發展很顯著。 但是，這些電動自行車因爲需要安裝電動馬達和電源 的緣故，一般來說這種自行車的自重變得較重，而且，由 於電動自行車是由電動馬達驅動或輔助驅動，與普通自行 車相較可局速行駿。基於上述原因導致電動自行車在行走 Φ 過程中的慣性較大。但是，很多電動自行車上仍然使用懸 臂式煞車裝置或內擴式煞車裝置’束帶式煞車裝置等在普 通的自行車上所使用的煞車裝置，所以存在著煞車制動力 不足的問題。 此外’在日本專利公開公報第20〇4-2594 1號中，公開 了 一種安裝在電動自行車上的電動馬達內置型輪轂。上述 例子中’電動馬達內置型輪轂具有輪轂軸和用於保護輪轂 的殻體。殼體包括··固定於輪轂軸上的固定側殻體和覆蓋 輪轂軸的輪轂殼體（旋轉筒）。在固定側殻體上設有內擴 -4 - (2) 1311968 式煞車裝置的煞車來令片，而內擴式煞車裝置的煞車鼓固 定在從輪轂殻體的軸承支承部突出形成的筒狀部上。 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 將電動馬達內置型輪轂安裝於自行車時，會導致自行 車的自重加大，且自行車也能高速行駛。因此，必須要求 φ 煞車裝置具有較大的煞車制動力。但是，上述習知技術的 電動馬達內置型輪轂中所安裝的只是內擴式煞車裝置，只 利用擺動的煞車來令片的一部分來與煞車鼓相接觸。其結 果，當提高煞車制動力時，因煞車來令片和煞車鼓互相磨 擦所産生的磨擦發熱也會增大，導致磨擦係數降低，而難 以提供穩定而足夠的煞車制動力。 本發明的目的在於，提供一種由電動馬達驅動的自行 車用車輪驅動裝置，係可提供穩定而且足夠的煞車制動力 [用以解決課題之手段] 根據本案的第一發明的自行車用車輪驅動裝置，包括 :輪轂軸、輪轂殼體、電動馬達驅動部、以及滾子式煞車 裝置。其中，輪轂殻體配置在輪轂軸的外周側，其外周設 有輪轂凸緣，內部設有容納空間；電動馬達驅動部容納在 容納空間，使輪轂殼體相對於輪轂軸旋轉；滾子式煞車裝 置配置在輪轂殻體的內部並位於容納空間的外側。 -5 - (3) 1311968 將該車輪驅動裝置安裝於自 利用包括電動馬達在內的驅動部 即可行走。安裝此類車輪驅動裝 大’並且車速也會提高。其結果 車相比較，煞車裝置必須具有較 因爲在輪轂殼體內安裝有滾子式 推壓煞車來令片使煞車來令片整 φ 煞車制動操作。因此，即使以很 車制動，煞車來令片與煞車鼓之 煞車來令片與煞車鼓之間的磨擦 供穩定而足夠的煞車制動力。 根據本案的第二發明的自行 對第一發明的自行車用車輪驅動 裝置包括：固定架，固定在自行 內周面上具有煞車制動面，並設 • 一體地旋轉；複數個煞車來令片 動面相接觸的接觸面，相對於固 煞車鼓產生煞車制動作用；彈壓 徑方向朝內彈壓；煞車制動操作 沿圓周方向按一定間隔設置；及 述滾子沿直徑方向朝外推壓；將 車鼓上。在此’若使凸輪機構朝 利用滾子將煞車來令片壓向煞車 動；使凸輪機構向相反方向轉動 行車的前輪或後輪的話’ 來驅動輪轂殼體，自行車 置之後，自行車自重會增 ，與普通人力驅動的自行 大的煞車制動力。在此’ 煞車裝置，所以，由滾子 體與煞車鼓相壓接而達成 大的煞車制動力來進行煞 間的磨擦發熱也會變少， 係數的不易降低，能夠提 車用車輪驅動裝置，係針 裝置，其中，滾子式煞車 車上；圓筒狀煞車鼓，其 置成可與上述輪轂殼體成 ，具有與煞車鼓的煞車制 定架不能旋轉，並用於對 構件，對煞車來令片沿直 部，具有：複數個滾子， 凸輪機構，利用旋轉將上 煞車來令片壓接到前述煞 某一方向轉動的話，就會 鼓，從而達成對車輪的制 時，則利用彈壓構件使煞 -6- (4) 1311968 車來令片遠離煞車鼓，從而解除對車輪的煞車制動。 根據本案的第三發明的自行車用車輪驅動裝置，係針 對於第一或第二發明的自行車用車輪驅動裝置，其中，煞 車鼓的外周面上還設有用以將煞車鼓與輪轂殻體不可旋轉 地互相卡合的卡合部。此時，由於煞車鼓和輪轂殼體各自 爲單獨個體，所以滾子式煞車裝置的維護更加簡便。 根據本案的第四發明的自行車用車輪驅動裝置，係針 φ 對於第三發明的自行車用車輪驅動裝置，其中，卡合部爲 沿圓周方向排列有複數個凹凸部的花鍵結構。在這種情況 下.，因爲是利用具有凹凸部的花鍵結構來連接煞車鼓與輪 轂殻體，所以不管輪轂殼體的旋轉方向如何，均可將煞車 制動力以強大的扭矩從煞車鼓傳遞給輪轂殼體。 根據本案的第五發明的自行車用車輪驅動裝置，係針 對於第三發明的自行車用車輪驅動裝置，其中，卡合部爲 螺紋結構，且螺紋方向爲當車輪在向前進方向旋轉的狀態 φ 下被煞車制動時會擰緊的螺紋。這種情況下，因爲被煞車 制動時，即使車輪相對於煞車鼓向前進方向旋轉，螺紋也 不會鬆開反而被擰緊，所以能可靠地將煞車制動力從煞車 鼓傳遞給輪轂殼體。 根據本案的第六發明的自行車用車輪驅動裝置，係針 對於第三發明的自行車用車輪驅動裝置，其中，煞車鼓藉 由軸承可旋轉自如地被支承在輪轂軸上；且輪轂殻體的安 裝有滾子式煞車裝置一側的端部，利用煞車鼓可旋轉自如 地支承在輪轂軸上。如此一來，可確保煞車鼓的平滑旋轉 -7- 1311968 ⑸ [發明之效果] 在本發明中’在輪轂殼體內安裝有滾子式煞車裝置， 所以，利用滾子來推壓煞車來令片使煞車來令片整體與煞 車鼓互相壓接而達成煞車制動操作。因此，即使以很大的 煞車制動力進行煞車制動，煞車來令片與煞車鼓之間的磨 擦發熱也會變得較少，煞車來令片與煞車鼓之間的磨擦係 數也不易降低，能夠提供穩定而強大的煞車制動力。因此 ，當安裝車輪驅動裝置而導致自行車的自重加大、車速提 高的情況下，也能提供穩定而足夠的煞車制動力。 【實施方式】 [用以實施本發明的最佳形態] 如第1圖所示，安裝有本發明的一種實施形態的自行 車1〇包括：含有前叉12a的車架12、配置於車架12前後的 前輪14及後輪16、用於以人力驅動後輪16的人力驅動部18 。人力驅動部18包括前鏈輪' 後鏈輪、鏈條、曲柄等。後 輪16的中心部安裝有用於以電動馬達旋轉驅動後輪16的電 動馬達內置型輪轂（自行車驅動裝置的一例）20。 如第2圖所示，電動馬達內置型輪轂20包括：輪轂軸 22，可安裝於自行車1〇的車架12的後端部；輪轂殼體24， 配置於輪轂軸22的外周側’內部具有容納空間24b ;電動 馬達驅動裝置26，被容納於容納空間24b內，使輪轂殼體 (6) (6)1311968 24可相對於輪轂軸22旋轉；以及滾子式煞車裝置28 ’設置 在輪轂殻體24的內部且位於容納空間24b的外惻。 輪轂殼體24的外周設有一對輪轂凸緣24a ’利用如第1 圖所示的輻條16b與後輪16的輪圏16a相連。輪轂殼體24 的左端（第2圖所示）設有圓筒狀的煞車裝置安裝部’用 於將滾子式煞車裝置28配置在容納空間24b的外側’且又 位在輪轂殼體24的內部。如第3圖所示，煞車裝置安裝部 24c的內周面上設有凹凸部24d，用於將後述的煞車鼓40 與輪轂殻體24不可旋轉地連接。凹凸部24d爲所謂的細齒 或花鍵，其在圓周方向上間隔形成有例如1〜3mm .左右的 寬度的凸起部。如第2圖所示，電動馬達驅動部26被固定 在輪轂軸22上，由電動馬達使輪轂殻體24轉動。 如第3圖至第5圖所示，滾子式煞車裝置28包括：煞車 鼓4〇、安裝於車架12上且不能轉動的固定架42、壓接於煞 車鼓4〇上進行煞車制動操作的煞車來令片44、將煞車來令 片44向直徑方向內側推壓的復位彈簧（彈壓構件的一例）54 、及使煞車來令片44壓接於煞車鼓4〇的煞車制動操作部46 〇 如第3圖所示，煞車鼓40爲有底的筒狀結構，包括： 可與輪轂殻體24—體旋轉的筒狀的鼓輪本體50、及與鼓輪 本體50 —體形成的圓盤狀支承部52。鼓輪本體50的內圓周 面形成有煞車制動面5〇a。煞車制動面50a由平坦的圓周[ 面構成’在煞車制動面50a上沿軸向並列形成有三個環狀 的潤滑油塡充槽5 0 b。鼓輪本體5 0外周面上形成有凹凸部（ (7) (7)1311968 卡合部的一例）50c，用於與輪轂殻體24的煞車裝置安裝部 24c上的凹凸部24d可一體旋轉地連接。凹凸部5〇c爲所 謂的細齒或花鍵，其在圓周方向上間隔形成有例如i〜 3mm左右的寬度的凸起部。支承部52的內周面上形成有 軸承安裝面52a，與在輪轂軸22上安裝有內輪38a的軸承 38的外輪38b相接觸。利用追種結構，煞車鼓4〇可轉動自 如地被支承在輪轂軸2 2上。因此，在本實施形態中，輪轂 殻體24的左端利用煞車鼓40而可轉動自如地被支承在輪轂 軸22上。 固定架42安裝於輪轂軸22上，且相對於車架12係不可 轉動。固定架42阻止煞車來令片44的轉動的同時，將煞車 制動操作部46保持成可轉動。固定架42利用在輪轂軸22上 擰入的固定螺母80而安裝於輪轂軸22上。 煞車來令片44是例如：分割爲三個環狀的構件，在被固定 架42阻止轉動的狀態下配置。利用復位彈簧54將煞車來令 片44向遠離煞車制動面50a的方向（直徑方向內側）推壓。 復位彈簧54爲將彈性線材彎曲爲圓形而形成的環狀彈簧構 件。 煞車制動操作部46是用於使煞車來令片44克服由復位 彈簧54推壓的推壓力而壓接於煞車制動面50a。如第4圖及 第5圖所示，煞車制動操作部46包括：可擺動自如地安裝 於固定架42上的操作臂部60(第4圖）、與操作臂部6〇—體 轉動的凸輪構件62、在凸輪構件62與煞車來令片44之間與 兩者接觸且間隔配置於圓周方向上的複數個（例如六個）滾 -10- (8) 1311968 子64、以及在圓周方向上間隔保持滾子64的滾子箱66。 操作臂部60爲金屬板狀構件，連接有煞車制動纜線7〇 的煞車制動內線70a的一端。煞車制動內線70a的另一端 連接於安裝於車把12b的煞車操作手柄72 (第1圖）。凸輪構 件6 2在外圓周面上具有利用轉動而將滾子64向直徑方向外 側按壓的例如六個傾斜面6 2 a。 具有這種結構的滾子式煞車裝置28中，當操作煞車操 φ 作手柄72拉伸煞車制動內線70a(向第4圖左方移動）時，操 作臂部6〇在輪轂軸22周圍向第4圖中順時針方向轉動，與 操作臂部60—體轉動的凸輪構件62.也會轉動，使滾子滾子 64向直徑方向外側移動，並使煞車來令片44壓接於煞車鼓 40的煞車制動面50a上。釋放煞車操作手柄72時，煞車制 動內線70a恢復原樣，操作臂部60向第4圖中逆時針方向 轉動。結果是，解除滾子64的壓接，利用復位彈簧54，煞 車來令片44向遠離煞車制動面50a的直徑方向內側移動。 φ 在此，由於在輪轂殻體24內安裝有滾子式煞車裝置28,所 以，利用滾子46推壓煞車來令片44使煞車來令片44的整體 與煞車鼓40的煞車制動面50a相壓接而達成煞車制動操作 。因此，即使以很大的煞車制動力進行煞車制動時’煞車 來令片與煞車鼓之間的磨擦發熱也會變得較少，煞車來令 片與煞車鼓之間的磨擦係數也不易降低’能夠提供穩定而 強大的煞車制動力。因此’當安裝車輪驅動裝置而導致自 行車的自重增大、車速提高的情況下’也能提供穩定而足 夠的煞車制動力。 -11 - (9) 1311968 [其他實施形態] (a) 在上述實施形態中，係以安裝於後 達內置型輪轂爲例進行了說明，但安裝於前 達內置型輪轂也可適用本發明。 (b) 在上述實施形態中，利用凹凸部24d 合將煞車鼓40與輪轂殼體24可一體轉動地連 φ 是’如第6圖所示，也可利用螺紋結構將滾 128的煞車鼓14〇可一體轉動地連接到煞車裝 上。如第6圖所示，輪轂殼體124的煞車裝 的內周面上形成有內螺紋部124 d。而且在_ 車鼓部150的內周面上形成有與內螺紋I24d 紋150c。這些螺紋124d和150c的螺紋方向 在向前進方向旋轉的狀態下被煞車制動時會 在第6圖中，從自行車的後方看過去，滾子5 φ 設置在輪轂殼體I24的左側，所以爲右螺紋 係與上述實施形態相同，在此省略其說明。 【圖式簡單說明】 第1圖是採用本發明一實施形態的自行葛 第2圖是電動馬達內置型輪轂的正面局音丨 第3圖是電動馬達內置型輪轂的滾子式 裝卡合構件附近的剖面放大圖。 第4圖是滾子式煞車裝置的正面圖。 輪上的電動馬 輪上的電動馬 以及50b的嚙 接在一起。但 子式煞車裝置 置安裝部124c 置安裝部124c ξ車鼓140的煞 相嚙合的外螺 爲：當後輪16 擰緊的螺紋。 ζ煞車裝置128 。因其他結構 [的側面圖。 5剖面圖。 煞車裝置的安 -12- (10) (10)1311968 第5圖是顯示滾子式煞車裝置內部的剖面圖。 第6圖是其他實施形態的電動馬達內置型輪轂的滾子 式煞車裝置安裝卡合構件附近的剖面放大圖。 【元件符號說明】 12 :車架 20:電動馬達內置型輪轂 22 :輪轂軸 24 :輪轂殼體 24a :輪轂凸緣 24b :容納空間 24 c:煞車裝置安裝部 26 :電動馬達驅動部 28 __滾子式煞車裝置 4 〇、1 4 0 :煞車鼓 42 :固定架 44 :煞車來令片 46 :煞車制動操作部 5 0 a :煞車制動面 50c :凹凸部（卡合部之一例） 54 :復位彈簧（彈壓構件之一例） 62 :凸輪構件（凸輪機構之一例） 6 4 :滾子 150c :外螺紋（卡合部之一例） -13 -

Claims (1)

1311968 (υ 十、申請專利範圍 第95 1 1 3993號專利申請案 中文申請專利範圍f 年月 民國9 7 h 2月20 I一種自行車用車輪驅動裝置，其特徵爲，包括： 輪轂軸；

輪轂殻體，配置在前述輪轂軸的外周側，其外周設有 輪轂凸緣，內部設有容納空間； 電動馬達驅動部，容納在前述容納空間內，用於使前 述輪轂殻體相對於前述輪轂軸旋轉； 滾子式煞車裝置，配置在前述輪轂殼體的內部並位於 前述容納空間的外側； 前述滾子式煞車裝置包括： 固定架，可固定在前述自行車上；

圓筒狀煞車鼓，其內周面上設有煞車制動面，並設置 成可與前述輪轂殼體成一體地旋轉； 複數個煞車來令片，具有可與前述煞車鼓的前述煞車 制動面相接觸的接觸面，相對於前述固定架不能旋轉，並 用於對前述煞車鼓產生煞車制動作用； 彈壓構件，將前述煞車來令片朝直徑方向的內方彈壓 煞車制動操作部，包括：複數個滾子，沿圓周方向按 一定間隔設置；凸輪機構，利用旋轉將前述滾子沿直徑方 向朝外推壓；用於將前述煞車來令片壓接到前述煞車鼓。 1311968 — (2) 丄月知日修(更)正本 2 ·如申請專利範圍第1項之自行車用車輪驅動裝置， 其中’前述煞車鼓的外周面上設有卡合部，將前述煞車鼓 與前述輪轂殻體不可旋轉地相卡合。 3 ·如申請專利範圍第2項之自行車用車輪驅動裝置， 其中’前述卡合部爲沿圓周方向排列有複數個凹凸部的花 鍵結構。

4 ·如申請專利範圍第2項之自行車用車輪驅動裝置， 其中’前述卡合部爲螺紋，且螺紋方向爲當前述車輪在向 前進方向旋轉的狀態下被制動時會擰緊的螺紋。 5 ·如申請專利範圍第丨項之自行車用車輪驅動裝置， 其中’前述煞車鼓藉由軸承可旋轉自如地被支承在前述輪 轂軸上；且前述輪轂殼體的安裝有前述滾子式煞車裝置— 側的端部’利用前述煞車鼓可旋轉自如地被支承在前述輪 轂軸上。