TWI582011B - Bicycle in the home of the dual motor less gear difference planetary gears - Google Patents

Description

自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置

本發明係與自行車之無段變速技術有關，特別是指一種自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置。

習知之行星齒輪組，主要由太陽齒輪、內齒圈以及行星齒輪支架組所組成。WO 2011/069722 A1號專利揭露了行星齒輪組應用於自行車上做為無段變速裝置的技術。

在上述案件中，其內齒圈與太陽齒輪都是輸入件而行星齒輪支架組做為輸出件。這樣的架構，雖然可以藉由控制內齒圈與太陽齒輪之間的速差來達到無段變速的效果，然而，該案的機械驅動力(mechanical driving power)乃是基於踩踏力量來對應產生，這樣的方式在機械驅動力量大於騎乘者的踩踏力量時，騎乘者的踩踏動作會遭遇到驅動力量的反推，進而造成騎乘者的踩踏動作被反向牽引或是有踩不動的狀況，騎乘者會因此而感覺到不適。

本案發明人發現，以少齒差行星齒輪為基礎架構，再配合自行車中置馬達的無段變速架構，目前尚未有人提出，因此，提出本發明。

本發明之主要目的在於提供一種自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置，其可藉由少齒差行星齒輪架構來達成自行車之無段變速的效果。

為了達成上述目的，本發明提供了一種自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置，主要配合設於一自行車上，該裝置包含有：一外殼，固定於該自行車的車架，且以可轉動的方式樞設於該自行車的曲柄軸；一少齒差行星齒輪組，主要具有一內齒圈、二外齒輪、一雙偏心軸套、一支撐盤、複數傳動銷以及一輸出盤；該內齒圈係藉由一第一單向器以可單向旋轉的方式套設於該曲柄軸，該雙偏心軸套係以直接或間接的方式可轉動地套設於該曲柄軸，且該雙偏心軸套具有二偏心段以及一無偏心段，該二外齒輪各具有複數銷孔，並以可轉動的方式套設於該雙偏心軸套之該二偏心段且旋轉角度相差180度，且該二外齒輪係嚙接於該內齒圈，該支撐盤係以可轉動的方式套設於該雙偏心軸套之無偏心段，該些傳動銷係分別穿過該二外齒輪之該些銷孔且固設於該支撐盤以及該輸出盤，該輸出盤係以可轉動的方式套設於該曲柄軸，且直接或間接連接於該自行車的中置齒盤；一助力馬達，設置於該外殼內，且連接於該內齒圈，藉以驅轉該內齒圈；以及一變速馬達，設置於該外殼內，且連接於該雙偏心軸套，藉以驅轉該雙偏心軸套。

藉此，本發明可藉由少齒差行星齒輪架構來達成自行車之無段變速的效果。

本發明之再一目的在於提供一種自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置，其可避免騎乘者的踩踏動作會遭遇到驅動力量反推的問題。

較佳地，該助力馬達之轉子係更藉由一第二單向器，以可單向旋轉的方式設置於該外殼。

藉此，可以防止內齒圈反轉，進而也解決了騎乘者的踩踏動作會遭遇到驅動力量反推的問題。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後，其中：

如第1圖至第4圖所示，本發明一較佳實施例所提供之一種自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置10，主要由一外殼11、一少齒差行星齒輪組21、一助力馬達31以及一變速馬達41所組成，其中：

該外殼11，固定於該自行車的車架(圖中未示)，且以可轉動的方式樞設於該自行車的曲柄軸91。

該少齒差行星齒輪組21，主要具有一內齒圈22、二外齒輪23、一雙偏心軸套24、一支撐盤25、複數傳動銷26以及一輸出盤27；該內齒圈22係藉由一第一單向器221以可單向旋轉的方式套設於該曲柄軸91，該雙偏心軸套24係以直接或間接的方式可轉動地套設於該曲柄軸91，且該雙偏心軸套24具有二偏心段241以及一無偏心段242，該二外齒輪23各具有複數銷孔231，並以可轉動的方式套設於該雙偏心軸套24之該二偏心段241且旋轉角度相差180度，且該二外齒輪23係嚙接於該內齒圈22，該支撐盤25係以可轉動的方式套設於該雙偏心軸套24之無偏心段242，該些傳動銷26係分別穿過該二外齒輪23之該些銷孔231且固設於該支撐盤25以及該輸出盤27，該輸出盤27係以可轉動的方式套設於該曲柄軸91，且直接或間接連接於該自行車的中置齒盤93。

該少齒差行星齒輪組21的運動狀態係如第3圖及第4圖所示。其中，第3圖所示者，係該雙偏心軸套24位於0度位置的狀態；而第4圖所示者，則是該雙偏心軸套24位於60度位置的狀態。

於本實施例中，係以該雙偏心軸套24間接套設於該曲柄軸91為例，並且以該輸出盤27間接連接於該中置齒盤93為例，其架構為：更包含有一傳動套29，以可轉動的方式套設於該曲柄軸91，該雙偏心軸套24係可轉動地套設於該傳動套29，而間接地套設於該曲柄軸91，該輸出盤27則藉由該傳動套29以間接的方式連接於該中置齒盤93。當然，在實施上亦可不藉由該傳動套29而直接進行連接，而由於此種方式可輕易的由本案的圖式所推知，因此不再以圖式表示之，且不再贅述。

該助力馬達31，設置於該外殼11內，且連接於該內齒圈22，藉以驅轉該內齒圈22。於本實施例中，該助力馬達31係藉由一減速機構32再經由一皮帶輪33連接於該內齒圈22。然而，在實際實施上，該助力馬達31亦可直接連接於該內齒圈22，並不以增設該減速機構32及該皮帶輪33為必要。

該變速馬達41，設置於該外殼11內，且連接於該雙偏心軸套24，藉以驅轉該雙偏心軸套24。

在實際實施上，該助力馬達31及該變速馬達41係分別連接於一馬達控制器51，該二馬達控制器51在設置時係可設於該外殼11，而分別電性連接於該助力馬達31以及該變速馬達41。

前述之可轉動的連接關係，除了使用單向器的技術特徵之外，其餘的可轉動的連接關係均可使用軸承來連接，而在本案的圖式中，則均顯示出使用軸承的狀態。

以上說明了本實施例的架構，接下來說明本實施例的操作方式。

請參閱第1圖至第4圖，在操作時，騎乘者的踩踏動作會藉由該曲柄軸91經由該第一單向器221以單向驅轉的方式驅轉該內齒圈22，進而驅轉該二外齒輪23，該二外齒輪23的旋轉即藉由該些銷孔231帶動該些傳動銷26連同該支撐盤25及該輸出盤27旋轉，進而帶動該傳動套29旋轉，連帶驅轉該中置齒盤93帶動自行車的鏈條(圖中未示)而使得自行車前進。在此同時，藉由控制該變速馬達41驅動該雙偏心軸套24旋轉，進而帶動該二外齒輪23產生偏心運動，藉此即可改變該二外齒輪23相對於該內齒圈22的轉速。改變該二外齒輪23相對於該內齒圈22的轉速即會讓騎乘者在踩踏時感到變速比的改變。

此外，在踩踏的過程中，該助力馬達31驅轉該內齒圈22所提供的驅動力即可做為輔助踩踏力量的助力。

請再參閱第5圖，該助力馬達31之轉子311亦可藉由一第二單向器35以可單向旋轉的方式設置於該外殼11。由於該變速馬達41在驅轉該雙偏心軸套24時，有可能會因為該二外齒輪23的動態而造成該內齒圈22的反轉，進而帶動該助力馬達31反轉。因此，設置這個第二單向器35可以使得該助力馬達31不會因此而反轉，進而使得該內齒圈22不會反轉。而內齒圈22不會反轉即代表騎乘者的踩踏踏板不會反轉，因此本發明解決了騎乘者的踩踏動作會遭遇到驅動力量反推的問題。

由上可知，本發明可藉由少齒差行星齒輪架構來達成自行車之無段變速的效果；此外，在對該助力馬達31之轉子311設置該第二單向器35的情況下，還可以防止內齒圈22反轉的問題，進而也解決了騎乘者的踩踏動作會遭遇到驅動力量反推的問題。

10‧‧‧自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置
11‧‧‧外殼
21‧‧‧少齒差行星齒輪組
22‧‧‧內齒圈
221‧‧‧第一單向器
23‧‧‧外齒輪
231‧‧‧銷孔
24‧‧‧雙偏心軸套
241‧‧‧偏心段
242‧‧‧無偏心段
25‧‧‧支撐盤
26‧‧‧傳動銷
27‧‧‧輸出盤
29‧‧‧傳動套
31‧‧‧助力馬達
311‧‧‧轉子
32‧‧‧減速機構
33‧‧‧皮帶輪
35‧‧‧第二單向器
41‧‧‧變速馬達
51‧‧‧馬達控制器
91‧‧‧曲柄軸
93‧‧‧中置齒盤

第1圖係本發明一較佳實施例之組合剖視示意圖。        第2圖係第1圖之局部放大圖。        第3圖係本發明一較佳實施例之動作示意圖。        第4圖係本發明一較佳實施例之另一動作示意圖。        第5圖係本發明一較佳實施例之另一組合剖視示意圖。

10‧‧‧自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置

11‧‧‧外殼

21‧‧‧少齒差行星齒輪組

22‧‧‧內齒圈

221‧‧‧第一單向器

23‧‧‧外齒輪

24‧‧‧雙偏心軸套

25‧‧‧支撐盤

26‧‧‧傳動銷

27‧‧‧輸出盤

29‧‧‧傳動套

31‧‧‧助力馬達

32‧‧‧減速機構

33‧‧‧皮帶輪

41‧‧‧變速馬達

51‧‧‧馬達控制器

91‧‧‧曲柄軸

93‧‧‧中置齒盤

Claims (6)

1. 一種自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置，主要配合設於一自行車上，該裝置包含有：一外殼，固定於該自行車的車架，且以可轉動的方式樞設於該自行車的曲柄軸；一少齒差行星齒輪組，主要具有一內齒圈、二外齒輪、一雙偏心軸套、一支撐盤、複數傳動銷以及一輸出盤；該內齒圈係藉由一第一單向器以可單向旋轉的方式套設於該曲柄軸，該雙偏心軸套係以直接或間接的方式可轉動地套設於該曲柄軸，且該雙偏心軸套具有二偏心段以及一無偏心段，該二外齒輪各具有複數銷孔，並以可轉動的方式套設於該雙偏心軸套之該二偏心段且旋轉角度相差180度，且該二外齒輪係嚙接於該內齒圈，該支撐盤係以可轉動的方式套設於該雙偏心軸套之無偏心段，該些傳動銷係分別穿過該二外齒輪之該些銷孔且固設於該支撐盤以及該輸出盤，該輸出盤係以可轉動的方式套設於該曲柄軸，且直接或間接連接於該自行車的中置齒盤；一助力馬達，設置於該外殼內，且連接於該內齒圈，藉以驅轉該內齒圈；以及一變速馬達，設置於該外殼內，且連接於該雙偏心軸套，藉以驅轉該雙偏心軸套。
2. 據申請專利範圍第1項之自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置，其中：該助力馬達係藉由一減速機構連接於該內齒圈。
3. 依據申請專利範圍第2項之自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置，其中：該減速機構係更藉由一皮帶輪連接於該內齒圈。
4. 依據申請專利範圍第1項之自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置，其中：更包含有一傳動套，以可轉動的方式套設於該曲柄軸，該輸出盤係藉由該傳動套以間接的方式連接於該中置齒盤；該雙偏心軸套係可轉動地套設於該傳動套，藉以間接地套設於該曲柄軸。
5. 依據申請專利範圍第1項之自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置，其中：更包含有二馬達控制器，設於該外殼，而分別電性連接於該助力馬達以及該變速馬達。
6. 依據申請專利範圍第1項之自行車之中置雙馬達少齒差行星齒輪變速裝置，其中：該助力馬達之轉子係更藉由一第二單向器，以可單向旋轉的方式設置於該外殼。