TWI610845B - 通過驅動軸的平移來致動的電動的自行車換檔裝置 - Google Patents

通過驅動軸的平移來致動的電動的自行車換檔裝置 Download PDF

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Abstract

根據本發明的電動的自行車換檔裝置(10)包括：可變形的鉸接運動機構(20)，其旨在固定到自行車架且能採用不同運行形態；鏈條引導件(40)，其由可變形的鉸接運動機構(20)承載，能根據可變形的鉸接運動機構(20)的不同運行形態佔據相對於自行車架的不同位置；馬達構件(50)，其包括馬達殼體(51)和主驅動軸(52)，主驅動軸從馬達殼體(51)直接突出，馬達構件(50)安裝在可變形的鉸接運動機構(20)上，以使其變形，因此使其採用不同運行形態。主驅動軸(52)相對於馬達殼體(51)不能以旋轉方式移動，而能沿軸向方向以平移方式移動。因可能存在於主驅動軸(52)上的泥土不會妨礙其運動，故該換檔裝置(10)在使用中提供更高精確度。

Description

通過驅動軸的平移來致動的電動的自行車換檔裝置
本發明涉及自行車換檔裝置，即，涉及一種機械裝置，該機械裝置是自行車傳動系的一部分，且適於致使鏈條在不同的齒形輪之間移位，為此，該機械裝置移動引導鏈條自身的鏈條引導件。
在本專利說明書和以下申請專利範圍的上下文中，換檔裝置能夠無差別地被稱為後換檔裝置或前換檔裝置，所述後換檔裝置在與自行車後輪相關聯的不同的小齒輪之間移動鏈條，所述前換檔裝置在與踏板曲柄相關聯的不同的鏈環之間移動鏈條。
通常，換檔裝置致動裝置包括可變形的鉸接運動機構(通常是鉸接的四邊形或平行四邊形)，該可變形的鉸接運動機構旨在被固定到自行車架且能夠採用不同的運行形態，使得由該可變形的鉸接運動機構承載的鏈條引導件能夠根據該可變形的鉸接運動機構的不同運行形態佔據相對於自行車架(且因此相對於不同齒形輪)的不同位置。
本發明的換檔裝置是電動換檔裝置，其中可變形的鉸接運動機構的變形通過電動馬達實現，該電動馬達依照由騎車人輸入的適當指令並通過適當的運動機構使該可變形的鉸接運動機構的不同部件相對於彼此移動，從而使其變形並因此移動鏈條引導件。
電動換檔裝置已被熟知一段時間了。這些換檔裝置雖然能夠具有不同的形態，但仍提供具有旋轉驅動軸的旋轉電動馬達，該旋轉電動馬達的旋轉通過適當的傳動裝置和減速裝置用於有角度地移動可變形的鉸接運動機構的旋轉元件或通過螺絲螺母聯接相對於可變形的鉸接運動機構的一個部件以平移方式移動另一個部件，以決定可變形的鉸接運動機構的期望變形。
換檔裝置製造商的一直以來的目標是改進致動的精確度，換檔裝置的操作的難易度和可靠性依賴於致動的精確度。對於換檔裝置更加致力於在高水平自行車比賽中使用，該要求越來越重要。在電動換檔裝置中，該要求尤其重要，這是因為沒有由在手動換檔裝置中使用的纜線提供的調節，可變形的鉸接運動機構的變形作用在該情況中是非常直接的。
本案人已認識到，其中可變形的鉸接運動機構的變形通過使一個部件相對於另一個部件平移來實現的換檔裝置的致動的精確度能夠確保更高的精確度。然而，本案人還認識到，特別地在這樣的換檔裝置中，精確度能夠受到泥土的 干擾，在道路上使用裝置，泥土能夠堆積在相對於彼此移動的換檔裝置的部件上。
因此，本發明涉及根據請求項1的換檔裝置，較佳特徵在從屬請求項中指示。
更具體地，根據本發明的電動的自行車換檔裝置包括：- 可變形的鉸接運動機構，該可變形的鉸接運動機構旨在被固定到自行車架，且能夠採用不同運行形態；- 鏈條引導件，該鏈條引導件由可變形的鉸接運動機構承載，該鏈條引導件能夠根據可變形的鉸接運動機構的不同運行形態佔據相對於自行車架的不同位置；- 馬達構件，該馬達構件包括馬達殼體和主驅動軸，該主驅動軸從馬達殼體直接突出，該馬達構件安裝在鉸接運動機構上，以使該鉸接運動機構變形，由此使該鉸接運動機構採用不同運行形態；因此，根據本發明，主驅動軸相對於馬達殼體不能夠以旋轉方式移動，而能沿著軸向方向以平移方式移動。
應當注意，適用於主驅動軸的術語「軸」不暗示其旋轉，相反地其僅在軸向方向上平移。
本案人已發現，由於在主驅動軸上可能存在的泥土不會妨礙主驅動軸的移動，因此這種換檔裝置在使用程序中提供更高的精確度。這些運動實際上是簡單的平移運動。在另一方面，嚙合在一起的元件沒有相對移動，嚙合在一起的元件相對移動是其中泥土的存在(甚至是大量地)增加摩擦 ，從而損害操作的精確度的情形。
自行車換檔裝置的該實施例能夠通過可依須求組合在一起的以下額外特徵進一步改進。
馬達構件能夠包括能夠直接產生主驅動軸的平移移動的馬達元件。
然而，較佳的是，馬達構件包括：旋轉電動馬達；第一驅動軸，該第一驅動軸由旋轉電動馬達以旋轉方式設置；和傳動裝置，該傳動裝置被運動地佈置在第一驅動軸和主驅動軸之間，其中旋轉電動馬達、第一驅動軸和傳動裝置被完全封裝在馬達殼體中。
以這種方式，使用了旋轉電動馬達，旋轉電動馬達因其簡單性、可靠性和低成本受歡迎；殼體將具有旋轉電動馬達及其第一驅動軸與傳動裝置(傳動裝置將旋轉電動馬達的旋轉運動轉換成主驅動軸的線性運動)完全封裝在一起的事實確保暴露於可能沉積的泥土的馬達構件的部件不包括嚙合在一起的部件，而是僅包括靜止部件(馬達殼體)或能夠以簡單平移運動移動的部件(主驅動軸)。
傳動裝置能夠以各種方式製成。較佳地，傳動裝置包括：第二驅動軸；佈置在第一驅動軸和第二驅動軸之間的旋轉減速齒輪系；及小齒輪，該小齒輪被安裝成作為第二驅動軸上的單元旋轉，其中此外，齒條形成在主驅動軸上，在第二驅動軸上的小齒輪與該齒條嚙合。該構造使得能夠在小空間中具有必要的運動轉換，因此適於被完全容納在馬達殼體內側；具體地，通過減速齒輪系，能夠在第一驅動軸和第 二驅動軸之間實現大幅的旋轉減小，同時容易地通過小齒輪齒條對將第二驅動軸的(非常低速的)旋轉轉換成主驅動軸的平移。
較佳地，在鉸接運動機構的任何運行形態中，齒條形成在總是保持在馬達殼體內側的主驅動軸的第一部分上。更佳地，馬達殼體包括管狀部分，主驅動軸可滑動地接合在該管狀部分中，滑動密封墊片在主驅動軸的第二部分處佈置在管狀部分和主驅動軸之間；這樣，主驅動軸的第二部分能夠被加工成具有平滑表面，這促進與墊片的聯接密封。較佳地，墊片是通常被稱為O形環類型的環形墊片。
較佳地，第一驅動軸和第二驅動軸沿著彼此平行的相應的第一和第二軸線佈置，並且齒輪系包括旋轉構件，該旋轉構件具有垂直於第一軸線和第二軸線的旋轉軸線。該佈置促進傳動裝置的緊湊性。
較佳地，傳動裝置包括具有在從第一驅動軸到主驅動軸的方向上的單向運動傳遞的齒輪副。更佳地，具有單向運動傳遞的該齒輪副包括與扇形齒輪聯接的蝸桿；該機械上簡單的解決方案使得能夠最好地利用在旋轉軸的方向上的90°變化。
如上所述，所指的換檔裝置能夠是前換檔裝置或後換檔裝置。
在較佳實施例中，該換檔裝置是後換檔裝置，其中：- 所述可變形運動機構是鉸接四邊形運動機構(四聯桿機 構)，所述鉸接四邊形運動機構具有基部本體和可移動本體，所述基部本體和所述可移動本體通過一對連桿連接在一起，所述一對連桿在四個銷元件處鉸接到所述基部本體和所述可移動本體；- 所述馬達構件在所述鉸接四邊形運動機構的第一區域和第二區域之間安裝在所述鉸接四邊形運動機構上，所述第一區域和所述第二區域的距離作為所述鉸接四邊形運動機構的所述運行形態的函數而變化。
以該方式，最好地利用通過主驅動軸的平移來致動的馬達構件的具體特徵：換檔裝置所必需的鉸接四邊形的變形實際上通過相對較少的努力來實現，並且這促進致動的精確度。
在較佳實施例中，馬達構件被安裝在鉸接四邊形運動機構上，其中- 所述馬達殼體由所述四個銷元件中的第一銷元件承載，並且- 所述主驅動軸受限於所述四個銷元件中的第二銷元件，所述第二銷元件與所述第一銷元件沿對角線相對。
所產生的佈置因此是依照鉸接四邊形的對角線進行的，且因此允許主驅動軸在最運動有利的條件下運行，從而確保換檔裝置的操作的最佳精確度和可靠性。
在其它較佳實施例中，馬達構件被安裝在鉸接四邊形運動機構上，其中- 所述馬達殼體靠近所述四個銷元件中的第一銷元件鉸 合到所述基部本體，並且/或- 所述主驅動軸靠近所述四個銷元件中的第二銷元件受限於所述可移動本體，所述第二銷元件與所述第一銷元件沿對角線相對。
由於其不包括任何銷元件，馬達殼體的組裝及/或主驅動軸在基部本體上的約束能夠促進換檔裝置的堅固性且能夠簡化其構造。
較佳地，主驅動軸借助於機械保險裝置或限制傳遞的力的裝置受限於可變形鉸接四邊形運動機構(受限於四個銷元件的第二銷元件或可移動本體)。機械保險裝置意味著是一種機械元件，該機械元件配備有小於所有其它元件的抗性的有限和預定應變抗性。這種類型的裝置使得能夠保護換檔裝置，特別是馬達構件在由於自行車摔倒或意外碰撞而對換檔裝置猛擊的情形下受到可能的損害；在該情況下，如果應變超過預定閾值，則裝置將主驅動軸從銷鬆開，從而避免危險力的傳送。
機械保險裝置能夠以各種方式製成。
根據較佳實施例，機械保險裝置包括：形成在第二銷的本體中的座、與座相對地形成在主驅動軸第二部分中的配對座、以及可滑動地安裝在座中的被彈性地推進成接合到配對座中的推進器。較佳的是，該推進器由球和推進彈簧構成，該推進彈簧被壓縮在球和以可調節方式與座相關聯的底部之間。以這種方式，通過對底部作用，以增加或減少在球上且因此在主驅動軸中的配對座上的彈簧推進，能夠容易地 調節機械保險裝置的幹預閾值。
應當注意，機械保險裝置對於這種換檔裝置尤其重要，其中馬達構件的推進動作精確地或近似沿著可變形鉸接四邊形的對角線作用。實際上，通過該佈置，作用在換檔裝置上的可能敲擊能夠將非常高的應力傳遞到馬達構件。
10‧‧‧換檔裝置
20‧‧‧鉸接四邊形
21‧‧‧基部本體
22‧‧‧可移動本體
23‧‧‧連桿
24‧‧‧連桿
24a‧‧‧臂
24b‧‧‧臂
24c‧‧‧橋接件
31‧‧‧銷元件
31a‧‧‧鉸合座
31b‧‧‧鉸合座
32‧‧‧銷元件
33‧‧‧銷元件
33a‧‧‧鉸合座
33b‧‧‧鉸合座
34‧‧‧銷元件
34a‧‧‧鉸合座
34b‧‧‧鉸合座
36‧‧‧支撐件
37‧‧‧本體
40‧‧‧承載鏈條引導件
48‧‧‧電纜
50‧‧‧馬達構件
51‧‧‧馬達殼體
52‧‧‧主驅動軸
53‧‧‧開口
110‧‧‧換檔裝置
120‧‧‧鉸接四邊形
121‧‧‧基部本體
122‧‧‧可移動本體
123‧‧‧連桿
124‧‧‧連桿
124a‧‧‧臂
124b‧‧‧臂
124c‧‧‧橋接件
131‧‧‧銷元件
131a‧‧‧鉸合座
132‧‧‧銷元件
132a‧‧‧鉸合座
132b‧‧‧鉸合座
133‧‧‧銷元件
133a‧‧‧鉸合座
133b‧‧‧鉸合座
134‧‧‧銷元件
134a‧‧‧鉸合座
134b‧‧‧鉸合座
137‧‧‧本體
140‧‧‧鏈條引導件
150‧‧‧馬達構件
151‧‧‧馬達殼體
152‧‧‧主驅動軸
153‧‧‧開口
154‧‧‧旋轉電動馬達
155‧‧‧第一驅動軸
156‧‧‧傳動裝置
158‧‧‧第二驅動軸
161‧‧‧旋轉減速齒輪系
162‧‧‧小齒輪
163‧‧‧齒條
165‧‧‧第一部分
166‧‧‧管狀部分
167‧‧‧滑動密封墊片
169‧‧‧第二部分
171‧‧‧小齒輪
172‧‧‧齒形輪
173‧‧‧第一輔助軸
174‧‧‧小齒輪
175‧‧‧齒形輪
176‧‧‧第二輔助軸
177‧‧‧蝸桿
178‧‧‧扇形齒輪
371‧‧‧座
373‧‧‧球
374‧‧‧小板
375‧‧‧底部
376‧‧‧彈簧
521‧‧‧配對座
A‧‧‧軸線
B‧‧‧線
C‧‧‧虛線
C1‧‧‧第一軸線
C2‧‧‧第二軸線
D1‧‧‧輔助旋轉軸線
D2‧‧‧輔助旋轉軸線
M‧‧‧馬達軸線
N‧‧‧馬達軸線
P1‧‧‧鉸合軸線
P2‧‧‧鉸合軸線
P3‧‧‧鉸合軸線
P4‧‧‧鉸合軸線
Q1‧‧‧鉸合軸線
Q2‧‧‧鉸合軸線
Q3‧‧‧鉸合軸線
Q4‧‧‧鉸合軸線
T‧‧‧自行車架
本發明的進一步特徵和優勢將從參考附圖進行的一些較佳實施例的以下描述變得更加清楚。
其中：- 圖1a是在其第一實施例中的根據本發明的換檔裝置的局部分解透視圖；- 圖1b是圖1a的換檔裝置的細節的剖視圖；- 圖2a和2b是在其第二實施例中的根據本發明的換檔裝置的從不同角度截取的局部分解透視圖；- 圖3a和3b分別是在其中馬達構件完全延伸的運行形態中的圖2a和2b的換檔裝置的示意圖和(按照圖3a的線BB的)剖視圖；- 圖4a、4b和4c分別是在其中馬達構件完全縮回的運行形態中的圖2a和2b的換檔裝置的示意圖和(按照圖4a的線BB和按照圖4a的虛線CC的)兩個剖視圖；- 圖5是圖2a和2b的換檔裝置的馬達構件的部分的局部分解透視圖。
在圖1a中，元件符號10整體表示根據本發明的第一實施例的電動的自行車換檔裝置，特別地且例如後換檔裝置 ，因此該換檔裝置旨在靠近後變速盤安裝在自行車架上，以在後變速盤的小齒輪之間移動傳動鏈條。
換檔裝置10包括可變形的鉸接運動機構，特別地鉸接四邊形20(四聯桿機構)形式的運動機構，其由基部本體21、可移動本體22以及在基部本體21和可移動本體22之間的兩個連桿構成，所述兩個連桿是：連桿23(參照其相對於換檔裝置10安裝在其上的自行車的位置，也稱為外連桿)和連桿24(參照其相對於換檔裝置10安裝在其上的自行車的位置，也稱為內連桿)。基部本體21、可移動本體22以及所述兩個連桿23和24通過四個相應的銷元件31、32、33、34按照四條平行的鉸合軸線P1、P2、P3、P4彼此鉸接，以形成前述鉸接四邊形運動機構20。應當注意，在圖1A中，因為該圖是分解的，所以這些軸線中的每條軸線被示出多次，在鉸合到該軸線的兩個部件之每一者部件上示出每條軸線。基部本體21旨在安裝到自行車架上，而可移動本體承載鏈條引導件40，由此能夠根據鉸接四邊形運動機構20的不同運行形態而佔據相對於自行車架的不同位置。
應當注意，基部本體21、可移動本體22、所述兩個連桿23和24以及銷元件31、32、33、34能夠具有能夠更複雜或更不複雜的任何構造。在所示實例中，基部本體21具有相對厚的構造，可移動本體22也一樣；在另一方面，外連桿23具有大致板狀的構造，而內連桿24由具有通過橋接件24c聯結的兩個平行的臂24a和24b的整體結構構成。同樣在所示實例中，銷元件31由形成在基部本體21上並插入在形成在外連桿 23中的鉸合座31a中且因此插入在形成在支撐件36上的鉸合座31b中的兩個半銷形成；銷元件32由形成在基部本體21上並插入在形成在外連桿23中的鉸合座32a中的兩個半銷形成；銷元件33是插入在分別形成在可移動本體22中和外連桿23中的鉸合座33a和33b中的簡單的銷；銷元件34由形成在本體37上並插入形成在內連桿24的鉸合座34a中且因此插入在形成在可移動本體22上的鉸合座34b中的半銷形成。
就尺寸而言，在所示換檔裝置10中，鉸合軸線P1、P2、P3、P4之間的距離是成對相等的：軸線P1和P2之間的距離等於軸線P3和P4之間的距離，正如軸線P1和P3之間的距離等於軸線P2和P4之間的距離。這意味著鉸接四邊形運動機構20更具體是鉸接平行四邊形形式的運動機構，並且因此在基部本體21安裝到自行車架上的情況下，鉸接四邊形運動機構20的變形意味著可移動本體22以沿著由連桿23和24限定的圓形軌跡的平移運動移動。如果該鉸接四邊形運動機構不是平行四邊形的，則可移動本體的運動將不僅具有平移分量，而且還具有旋轉分量，這種情況通常不是期望的，但在某些情況中有助於賦予鏈條引導件特定運動。
換檔裝置10還包括馬達構件50，該馬達構件50具有沿著馬達軸線M的整體可變的長度。馬達構件50實際上又包括馬達殼體51和主驅動軸52，在鉸接的四邊形運動機構的不同運行形態下，該主驅動軸52從形成在馬達殼體51中的開口53從馬達殼體51直接突出不同長度。所述主驅動軸52相對於馬達殼體51不能夠以旋轉方式移動，而能夠以平移方式移動。
馬達構件50在一定位置中安裝在鉸接四邊形運動機構20上，使得能夠使該鉸接四邊形運動機構變形，以使該鉸接四邊形運動機構根據主驅動軸52從馬達殼體51突出多少來採用相對於車架的不同運行形態。更具體地，馬達構件50的馬達殼體51由支撐件36承載，且因此受限於第一銷元件31；主驅動軸52與本體37聯接，且因此受限於銷元件34。因此，馬達構件50沿著鉸接四邊形運動機構20的對角線安裝在相對的銷元件31和34之間。
本體37是機械保險裝置，即，限制傳遞的力的裝置，主驅動軸52通過本體37受限於變形鉸接四邊形運動機構20。因此，如在圖1b中可見的，座371形成在本體37中，而配對座521與座371相對地形成在主驅動軸52中；座371具有推進器，該推進器可滑動地安裝在座371中，該推進器被彈性地推進成與配對座521接合。該推進器由從座371朝向配對座521突出的球373、擱置在球373上的小板374、旋入座371中作為其可調節基部的底部375，以及在小板374和底部375之間被壓縮的彈簧376構成。以這種方式，通過作用在底部375上，以增加或減少彈簧376作用在小板374上和作用在球373上，且因此作用在主驅動軸52中的配對座521上的推力，能夠容易地調節機械保險裝置37的幹預閾值。
馬達構件50包括在殼體51內側的用來以平移方式致動主驅動軸52的機電裝置，該機電裝置由電纜48供電和控制。這些裝置能夠是不同類型的，並且這些裝置沒有參照換檔裝置10被示意。
在圖2到5中，元件符號110整體表示根據本發明第二實施例的電動自行車換檔裝置，特別地且例如後換檔裝置，因此該後換檔裝置旨在靠近後變速盤安裝在自行車架上，以在後變速盤的小齒輪之間移動傳動鏈條。
換檔裝置110類似於換檔裝置10，如將看見的，其不同之處最重要的是馬達構件。為了更清楚地解釋，類似於換檔裝置10的元件符號的在前面加上數位「1」的元件符號因此將被用於對應的元件。
換檔裝置110包括可變形的鉸接運動機構，特別地，鉸接四邊形120形式的運動機構，其由基部本體121、可移動本體122以及在基部本體121和可移動本體122之間的兩個連桿構成，該兩個連桿是：連桿123(也被稱為外連桿)和連桿124(也被稱為內連桿)。基部本體121、可移動本體122以及兩個連桿123和124通過四個相應的銷元件131、132、133、134按照四條平行的鉸合軸線Q1、Q2、Q3、Q4鉸接在一起，以形成前述鉸接四邊形運動機構120。應當注意，在圖2中，因為該圖是分解的，所以這些軸線中的每條軸線被示出多次，在鉸合到該軸線的兩個部件之每一者部件上示出每條軸線。基部本體121旨在安裝到自行車架T上，而可移動本體122承載鏈條引導件140，由此能夠根據鉸接的四邊形運動機構120的不同運行形態而佔據相對於自行車架T的不同位置。
類似於換檔裝置10，基部本體121、可移動本體122、所述兩個連桿123和124以及銷元件131、132、133、134能夠具有能夠更複雜或更不複雜的任何構造。在所示實例中， 基部本體121具有相對厚的構造，可移動本體122也一樣；在另一方面，外連桿123具有大致板狀的形態，而內連桿124由具有通過橋接件124c聯結的兩個平行的臂124a和124b的整體結構構成。同樣在所示實例中，銷元件131由形成在基部本體121上並插入在形成在外連桿123中的鉸合座131a中的兩個半銷形成；銷元件132是插入在形成在內連桿124中的鉸合座132a中且因此插入在形成在基部本體121中的鉸合座132b中的簡單銷；銷元件133是插入在分別形成在可移動本體122中和外連桿123中的鉸合座133a和133b中的簡單銷；銷元件134由形成在本體137上並插入在形成在內連桿124的鉸合座134a中且接著插入在形成在可移動本體122上的鉸合座134b中的兩個半銷形成。
在所示換檔裝置110中，鉸合軸線Q1、Q2、Q3、Q4是成對相等的：軸線Q1和Q2之間的距離等於軸線Q3和Q4之間的距離，正如軸線Q1和Q3之間的距離等於軸線Q2和Q4之間的距離。這意味著鉸接四邊形120形式的運動機構更具體是鉸接平行四邊形形式的運動機構，因此在基部本體121安裝到自行車架上的情況下，鉸接四邊形運動機構120的變形意味著可移動本體122以沿著由連桿123和124限定的圓形軌跡的平移運動移動。
換檔裝置110還包括馬達構件150，該馬達構件150具有沿著馬達軸線N整體可變的長度。馬達構件150實際上又包括馬達殼體151和主驅動軸152，在鉸接的四邊形運動機構120的不同運行形態下，該主驅動軸152從形成在馬達殼體151 中的開口153從馬達殼體151直接突出不同長度。主驅動軸152相對於馬達殼體151不能夠以旋轉方式移動，而能夠以平移方式移動。
馬達構件150在一定位置中安裝在鉸接四邊形運動機構120上，使得能夠使該鉸接四邊形運動機構120變形，以使該鉸接四邊形運動機構120根據主驅動軸152從馬達殼體151突出多少採用相對於車架T的不同運行形態。更具體地，馬達構件150的馬達殼體151按照平行於且靠近鉸合軸線Q1的軸線A鉸合到基部本體121；主驅動軸152與本體137聯接，且因此受限於銷元件134。因此，馬達構件150近似沿著鉸接的四邊形運動機構120的對角線安裝在相對的銷元件131和134之間。
本體137是與換檔裝置10的本體37相同的機械保險裝置，因此將不詳細描述，主驅動軸152通過該本體137受限於鉸接的四邊形運動機構120；關於其特徵，參照上述本體37。
馬達構件150包括在殼體151內側的用於以平移方式致動主驅動軸152的機電裝置。
更具體地，馬達構件150包括旋轉電動馬達154、由旋轉電動馬達154旋轉設置的第一驅動軸155以及傳動裝置156，該傳動裝置156被以運動方式佈置在第一驅動軸155和主驅動軸152之間；旋轉電動馬達154、第一驅動軸155和傳動裝置156被完全封裝在馬達殼體151中。
傳動裝置156又包括第二驅動軸158、佈置在第一驅 動軸155和第二驅動軸158之間的旋轉減速齒輪系161以及小齒輪162，該小齒輪162被安裝成作為在第二驅動軸158上的單元旋轉；主驅動軸152具有形成在其上的齒條163，小齒輪162在第二驅動軸158上與該齒條163嚙合配合。齒條163形成在主驅動軸152的第一部分165上，在鉸接的四邊形運動機構120的任何運行形態中，該第一部分165總是保持在馬達殼體151內，如從圖3b和4b/c之間的對比可看見的。
馬達殼體151包括管狀部分166，主驅動軸152以可滑動方式接合在該管狀部分166中；滑動密封墊片167，較佳地環形O形環，在主驅動軸152的第二部分169處佈置在管狀部分166和主驅動軸152之間。
在馬達構件150中，第一驅動軸155和第二驅動軸158沿著彼此平行的相應的第一軸線C1和第二軸線C2佈置。齒輪系161包括旋轉構件，該旋轉構件具有輔助旋轉軸線D1和D2，該輔助旋轉軸線D1和D2彼此平行且均垂直於第一軸線C1和第二軸線C2。
更具體地，從第一驅動軸155朝向第二驅動軸158順序地，齒輪系161包括：具有小直徑的小齒輪171，該小齒輪171被安裝成作為第一驅動軸155上的單元旋轉；具有軸向齒的齒形輪172，該齒形輪172與小齒輪171接合，並被安裝成作為按照輔助軸線D1佈置的第一輔助軸173上的單元旋轉；具有小直徑的小齒輪174，該小齒輪174被安裝成作為第一輔助軸173上的單元旋轉；齒形輪175，該齒形輪175與小齒輪174接合，並被安裝成作為按照輔助軸線D2佈置的第二輔助軸176上的單 元旋轉；蝸桿177，該蝸桿177被安裝成作為第二輔助軸176上的單元旋轉；扇形齒輪178，該扇形齒輪178與蝸桿177接合，並被安裝成作為第二驅動軸158上的單元旋轉。
在該齒輪系161中，由於分別由小齒輪171和齒形輪172、由小齒輪174和齒形輪175、由蝸桿177和扇形齒輪178形成的三個強烈減速齒輪的存在，在第一驅動軸155和第二驅動軸158之間實現了角速度的大幅度減小。此外，由於由扇形齒輪178和蝸桿177形成的並允許旋轉軸線改變90°的傳動裝置允許僅在從輔助軸175到第二驅動軸158的方向上的傳動，並阻止在相反方向上的每個傳動，所以由扇形齒輪178和蝸桿177形成的並允許旋轉軸線改變90°的傳動裝置還是具有單向傳動的齒輪副。如已知的，在類似本發明的換檔裝置的自行車換檔裝置的上下文中之後，特別尋求單向性，以防止對鏈條引導件140的敲擊能夠導致鏈條引導件140自身的移位且因此導致不期望的檔位變化。
本發明的電動自行車換檔裝置的特徵和優勢從以上描述變得顯而易見。
由於馬達以平移方式而不是以旋轉方式致動主驅動軸的事實，本發明的換檔裝置具有不會被在使用程序中可能堆積的泥土危害的優良致動精確度。實際上，主驅動軸的移動是單純的平移移動。相反地，嚙合在一起的元件不具有相對移動，嚙合在一起的元件具有相對移動是其中泥土的存在增加摩擦，從而危害操作精確度的通常情況。
10‧‧‧換檔裝置
20‧‧‧鉸接四邊形
21‧‧‧基部本體
22‧‧‧可移動本體
23‧‧‧連桿
24‧‧‧連桿
24a‧‧‧臂
24b‧‧‧臂
24c‧‧‧橋接件
31‧‧‧銷元件
31a‧‧‧鉸合座
31b‧‧‧鉸合座
32‧‧‧銷元件
33‧‧‧銷元件
33a‧‧‧鉸合座
33b‧‧‧鉸合座
34‧‧‧銷元件
34a‧‧‧鉸合座
34b‧‧‧鉸合座
36‧‧‧支撐件
37‧‧‧本體
40‧‧‧承載鏈條引導件
48‧‧‧電纜
50‧‧‧馬達構件
51‧‧‧馬達殼體
52‧‧‧主驅動軸
53‧‧‧開口
371‧‧‧座
373‧‧‧球
374‧‧‧小板
375‧‧‧底部
376‧‧‧彈簧
521‧‧‧配對座
M‧‧‧馬達軸線
P1‧‧‧鉸合軸線
P2‧‧‧鉸合軸線
P3‧‧‧鉸合軸線
P4‧‧‧鉸合軸線

Claims (11)

  1. 一種電動的自行車換檔裝置，包括：一可變形的鉸接運動機構(20；120)，該可變形的鉸接運動機構旨在被固定到一自行車架(T)，且能夠採用不同的運行形態；一鏈條引導件(40；140)，該鏈條引導件由該可變形的鉸接運動機構(20；120)承載，該鏈條引導件能夠根據該可變形的鉸接運動機構(20；120)的不同的運行形態佔據相對於該自行車架(T)的不同的位置；一馬達構件(50；150)，該馬達構件包括一馬達殼體(51；151)和一主驅動軸(52；152)，該主驅動軸從該馬達殼體(51；151)直接突出，該馬達構件(50；150)被安裝在該鉸接運動機構(20；120)上，以使該鉸接運動機構(20；120)變形，由此使該鉸接運動機構(20；120)採用不同的運行形態；其中該主驅動軸(52；152)相對於該馬達殼體(51；151)不能夠以旋轉方式移動，但能夠在軸向方向上以平移方式移動。
  2. 根據請求項1述及之換檔裝置，其中該馬達構件(150)包括：一旋轉電動馬達(154)；一第一驅動軸(155)，該第一驅動軸(155)通過該旋轉電動馬達(154)以旋轉方式移動；和一傳動裝置(156)，該傳動裝置(156)被運動地佈置在該第一驅動軸(155)和該主驅動軸(152)之間，其中該旋轉電動馬達(154)、該第一驅動軸(155)和該傳動裝置(156)被完全封裝在該馬達殼體(151)中。
  3. 根據請求項2述及之換檔裝置，其中該傳動裝置(156)包括：一第二驅動軸(158)；一旋轉減速齒輪系(161)，該旋轉減速齒輪系(161)佈置在該第一驅動軸(155)和該第二驅動軸(158)之間；和一小齒輪(162)，該小齒輪(162)被安裝成在該第二驅動軸(158)上作為一個單元旋轉，其中該主驅動軸(152)還具有形成在該主驅動軸(152)上的一齒條(163)，在該第二驅動軸上的該小齒輪(162)與該齒條(163)嚙合。
  4. 根據請求項3述及之換檔裝置，其中該齒條(163)形成在該主驅動軸(152)的一第一部分(165)上，該第一部分(165)在該可變形的鉸接運動機構(120)的任何運行形態中總是保持在該馬達殼體(151)的內側。
  5. 根據請求項4述及之換檔裝置，其中該馬達殼體(151)包括一管狀部分(166)，該主驅動軸(152)可滑動地接合在該管狀部分(166)中，一滑動密封墊片(167)在該主驅動軸(152)的第二部分(169)處佈置在該管狀部分(166)和該主驅動軸(152)之間。
  6. 根據請求項3述及之換檔裝置，其中該第一驅動軸(155)和該第二驅動軸(158)沿著彼此平行的相應的第一軸線(C1)和第二軸線(C2)佈置，並且其中該齒輪系(161)包括旋轉構件(172,173,174,175,176,177)，該旋轉構件具有垂直於該第一軸線(C1)和該第二軸線(C2)兩者的旋轉軸線(D1,D2)。
  7. 根據請求項3述及之換檔裝置，其中該傳動裝置(156)包括一齒輪副(177,178)，該齒輪副具有在從該第一驅動軸(155)到該主驅動軸(152)的方向上的單向運動傳動。
  8. 根據請求項7述及之換檔裝置，其中具有單向傳動的該齒輪副包括與一扇形齒輪(178)聯接的一蝸桿(177)。
  9. 根據請求項1至8中任一項述及之換檔裝置，其中：該換檔裝置為一後換檔裝置；該可變形的鉸接運動機構是一鉸接四邊形運動機構(20；120)，該鉸接四邊形運動機構具有一基部本體(21；121)和一可移動本體(22；122)，該基部本體(21；121)和該可移動本體(22；122)通過一對連桿(23,24；123,124)連接在一起，該一對連桿在一四個銷元件(31,32,33,34；131,132,133,134)處鉸接到該基部本體(21；121)和該可移動本體(22；122)；該馬達構件(50；150)在該鉸接四邊形運動機構的一第一區域和一第二區域之間安裝在該鉸接四邊形運動機構(20；120)上，該第一區域和該第二區域的距離依賴於該鉸接四邊形運動機構(20；120)的運行形態而變化。
  10. 根據請求項9述及之換檔裝置，其中該馬達構件(50)被安裝成該馬達殼體(51)由該四個銷元件中的一第一銷元件(31)承載並且該主驅動軸(52)被約束到該四個銷元件中的一第二 銷元件(34)，該第二銷元件(34)與該第一銷元件沿對角線相對。
  11. 根據依附請求項3的請求項9述及之換檔裝置，其中該馬達構件(150)被安裝在該鉸接四邊形運動機構(120)上，其中該馬達殼體(151)靠近該四個銷元件中的一第一銷元件(131)鉸合到該基部本體(121)，並且/或者該主驅動軸(152)靠近該四個銷元件中的一第二銷元件(134)被約束到該可移動本體(122)，該第二銷元件(134)與該第一銷元件沿對角線相對。
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