TWI658958B - 推車減速裝置及應用其之推車 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種推車減速裝置，其應用於推車之輪軸，推車減速裝置包含輪體、從動齒輪、磁阻機構以及電阻元件。輪體可樞轉地設置於輪軸，且輪體包含驅動齒輪。驅動齒輪隨著輪體旋轉。從動齒輪位於輪軸的一側並嚙合驅動齒輪而受其驅動，且從動齒輪具有連接部。磁阻機構與連接部連接而受從動齒輪驅動，且磁阻機構包含複數個永久磁鐵以及複數個金屬件。金屬件與永久磁鐵彼此環設，且金屬件相對永久磁鐵旋轉。電阻元件電性連接永久磁鐵。藉此，本發明利用磁阻機構搭配電阻元件，使推車的部分動力被磁阻力抵消，從而有效降低推車的移動速度。

Description

推車減速裝置及應用其之推車

本發明係關於一種推車減速裝置及應用其之推車，尤其指一種藉由磁阻力以於移動時提供緩衝功能的推車減速裝置及應用其之推車。

推車為應用廣泛的產品，例如賣場的手推車、嬰兒車、助步器或輪椅等結構。除了承載貨品或是人以便於移動的固有功能之外，現有的推車產品亦有部分具備駐停功能。

然而，現有的推車結構僅能在自由移動或是駐停狀態之間切換，缺乏因應不同情況而提供減速效果的機制。舉例來說，當推車行進於上坡路段時，由於缺乏減速機制，使用者必須持續地推動推車，否則推車將快速衝向使用者，容易發生危險。

另一方面，受到產品特性之影響，推車在下坡時更加難以控制，這是因為使用者需要一面前進、一面拉住推車，而維持這樣的姿勢將耗費較多力氣。此外，若推車因人為疏忽而脫離控制，使用者很可能無法追上快速下衝的推車。尤其，對輪椅、嬰兒車等產品而言，由於其乘坐者大多不具有即時反應的能力，上述情況很可能導致無法挽回的意外傷害。

為解決現有推車結構的缺點，本發明提出一種推車減速裝置及應用其之推車，利用磁阻機構配合電阻元件以對推車的輪軸提供阻力，藉而使推車具備減速之緩衝功能。

根據本發明之一實施方式，提供一種推車減速裝置，其應用於推車之輪軸，推車減速裝置包含輪體、從動齒輪、磁阻機構以及電阻元件。輪體可樞轉地設置於輪軸，且輪體包含驅動齒輪。驅動齒輪隨著輪體旋轉。從動齒輪位於輪軸的一側並嚙合驅動齒輪而受其驅動，且從動齒輪具有連接部。磁阻機構與連接部相連接而受從動齒輪驅動，且磁阻機構包含複數個永久磁鐵以及複數個金屬件。金屬件與永久磁鐵彼此環設，且金屬件相對永久磁鐵旋轉。電阻元件電性連接永久磁鐵。

當推車移動時，驅動齒輪旋轉而帶動從動齒輪，並間接以連接部驅動磁阻機構。當磁阻機構轉動時，金屬件相對永久磁鐵旋轉，金屬件與永久磁鐵之間產生渦電流，並形成與永久磁鐵相吸之磁場。由於金屬件轉動時持續受到永久磁鐵吸引而產生磁阻尼效應，故磁阻機構可用以抵消驅動齒輪的部分扭矩，藉而有效降低推車的移動速度。

前述提及的驅動齒輪可以是環齒輪或太陽齒輪，惟不以此為限。

在一實施例中，前述的電阻元件可以包含可變電阻，而推車減速裝置可額外更包含控制器，且控制器連接電阻元件以供調整電阻元件之電阻值。

藉由調整電阻元件的電阻值，可改變永久磁鐵與金屬件之間的渦電流(磁吸力)大小，磁阻機構的轉動阻力產生不同程度的變化，實現多段式的減速機能。

在一實施例中，推車減速裝置也可以包含殼體，殼體設置於輪體並罩覆驅動齒輪以及從動齒輪。藉殼體之設置，推車減速裝置的各個元件可以整合成單一個產品，簡化使用者的組裝過程、亦可提高製造商在檢修時的方便性。

前述推車減速裝置可另包含變速齒輪組，磁阻機構可先連接變速齒輪組，再透過變速齒輪組來間接連接連接部。舉例來說，變速齒輪組可以包含太陽齒輪以及複數個行星齒輪；太陽齒輪連接並驅動磁阻機構，而行星齒輪則與太陽齒輪彼此嚙合。並且，行星齒輪之齒數係大於太陽齒輪之齒數。據此，除了驅動齒輪與從動齒輪外，可利用行星齒輪與太陽齒輪來進一步放大磁阻機構的扭力。

值得一提的是，由於磁阻機構抵抗驅動齒輪的扭力來源為自體轉動時所產生的磁阻力，因此推車減速裝置並不需要外接電源，不會受到使用時間的限制。甚至，磁阻機構可被做為發電機使用，舉例來說，推車減速裝置可另包含儲電單元，儲電單元係電性連接磁阻機構，並於磁阻機構旋轉時接收其電力。當然，儲電單元也可以適用於具備變速齒輪組的推車減速裝置。此外，推車減速裝置還可以包含有連接儲電單元的電子設備。

如此一來，推車減速裝置可將輪體帶動磁阻機構的電力使用於其他用途。例如，電子設備可以是照明燈，用於提供照明警示功能；或者，電子設備也可以是顯示器，用於顯示推車減速裝置的阻力等級。

根據本發明之另一實施方式，提供一種推車，推車包含架體以及複數個前述的推車減速裝置。架體具有複數個輪軸。推車減速裝置的數量可以小於或是等於輪軸之數量，且每個推車減速裝置對應設置於一個輪軸。

關於推車減速裝置及其進一步實施例的技術特徵、功效已如前述第一個實施方式所述，故此處不再重複說明。

100‧‧‧推車

200‧‧‧架體

210‧‧‧輪軸

300‧‧‧推車減速裝置

310‧‧‧殼體

400‧‧‧輪體

410‧‧‧驅動齒輪

500‧‧‧從動齒輪

510‧‧‧連接部

600‧‧‧磁阻機構

610‧‧‧永久磁鐵

620‧‧‧金屬件

630‧‧‧變速齒輪組

631‧‧‧太陽齒輪

632‧‧‧行星齒輪

633‧‧‧轉接頭

700‧‧‧電阻元件

710‧‧‧儲電單元

800‧‧‧控制器

900‧‧‧電子設備

圖1為本發明一實施方式之推車減速裝置的爆炸視圖；圖2A為圖1之推車減速裝置的驅動齒輪驅動從動齒輪的示意圖；圖2B為圖1之推車減速裝置的驅動齒輪驅動從動齒輪的另一示意圖；圖3A為圖1之推車減速裝置的磁阻機構構造的示意圖；圖3B為圖1之推車減速裝置的磁阻機構構造的另一示意圖；圖4A為圖1之推車減速裝置的從動齒輪連接磁阻機構示意圖；圖4B為圖1之推車減速裝置的輪體帶動磁阻機構示意圖；圖5為磁阻機構、變速齒輪以及從動齒輪的配置示意圖；以及圖6為本發明另一實施方式之推車的示意圖。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：請參照圖1，推車減速裝置300係應用於推車100，推車100的架體200具有複數個輪軸210。推車減速裝置300可以實施為單一個或複數個，並且裝設於其中幾個或是所有輪軸210上。

如圖1所示，推車減速裝置300包含輪體400、從動齒輪500、磁阻機構600以及電阻元件700。一併參照圖2A及圖2B，輪體400的軸心樞設於架體200 的輪軸210，當推車100被推動時，輪體400則相對輪軸210旋轉。如圖2A及圖2B所示，輪體400包含驅動齒輪410，且驅動齒輪410可以是圖2A的環齒輪或是圖2B的太陽齒輪。從動齒輪500位於輪軸210的一側且與驅動齒輪410嚙合，當輪體400旋轉時，驅動齒輪410即驅動從動齒輪500旋轉。請配合圖2A與圖2B參照圖3A至圖4B，從動齒輪500具有連接部510，其用以供磁阻機構600插置連接，藉而將從動齒輪500的動力向磁阻機構600傳遞。

磁阻機構600包含複數個永久磁鐵610和金屬件620，金屬件620與永久磁鐵610彼此環設，且金屬件620相對永久磁鐵610旋轉。關於磁阻機構600的構造，永久磁鐵610可以採用圖3A的內置式、或是圖3B的表面式。電阻元件700電性連接磁阻機構600。當磁阻機構600的金屬件620旋轉時，金屬件620表面的自由電子相對永久磁鐵610移動，使永久磁鐵610的磁場發生變化。由於既有磁場存在抵抗變化的傾向，故永久磁鐵610與金屬件620之間會形成渦電流，以產生與永久磁鐵610相吸的另一磁場。故此，利用磁阻機構600的磁阻尼效應，本實施方式即可提供驅動齒輪410扭矩阻力。

由於磁阻力不須額外以電力驅動，故推車減速裝置300可以常駐維持減速緩衝的效果。上述實施方式的另一個優點在於，驅動齒輪410可以直接取代現有推車100產品的輪框，具有相當高的泛用性。進一步地，由於從動齒輪500係設於輪軸210的一側，故可以直接容置於輪框內，不會顯著增加推車100之輪體400的體積。如圖4A與圖4B所示，推車減速裝置300可另外包含殼體310，殼體310設置於輪體400的側邊，並且罩覆驅動齒輪410以及從動齒輪500。為了方便 組裝與販售，殼體310可以成形如圖4所示的形狀，藉以將磁阻機構600與電阻元件700完全覆蓋於推車減速裝置300內部。

再參照圖5，推車減速裝置300可再包含變速齒輪組630，而磁阻機構600係先連接變速齒輪組630，再間接連接從動齒輪500的連接部510。詳細來說，變速齒輪組630可以是太陽齒輪631和複數個行星齒輪632的組合，太陽齒輪631嚙合行星齒輪632，且行星齒輪632的齒數大於太陽齒輪631的齒數。連接部510與轉接頭633、複數個行星齒輪632依序連接，故當從動齒輪500被驅動而旋轉時，即可利用變速齒輪組630來間接驅動磁阻機構600。對於推車減速裝置300而言，變速齒輪組630可以放大磁阻機構600的扭力，進一步強化減速緩衝效果。

繼續參照圖6，進一步地，推車減速裝置300還可以包含儲電單元710，儲電單元710係電性連接磁阻機構600，並於磁阻機構600旋轉時接收其電力。藉此，當推車100在上坡或下坡路段意外地脫離控制時，推車減速裝置300不僅可以防止推車100快速下滑，更可透過磁阻機構600將推車100的重力位能轉變為電能，再利用儲電單元710加以儲存。

雖然推車減速裝置300不需要電力即可運作，但仍可充分地運用儲存的電力。舉例來說，推車減速裝置300可以再包含電子設備900，且推車減速裝置300、電子設備900以及儲電單元710皆裝設於圖6所示的推車100上；電子設備900可以是LED燈等照明設備，藉以在夜間作為警示功能。另由前述說明可知，金屬件620相對永久磁鐵610轉動時會發生磁阻尼效應，以阻止金屬件620繼續轉動，而磁阻尼的強度則由磁場強度決定。因此，電阻元件700也可以包含可變電阻，當電阻元件700的電阻值變化時，永久磁鐵610因電磁感應所產生的電流也相 應地變化，以間接控制永久磁鐵610作用於金屬件620的磁吸力。對應於此，推車減速裝置300可再包含控制器800，用以調整電阻元件700的電阻值。此外，在其他實施例中，電子設備900也可以是顯示器，用以顯示目前的阻力段數。當然，電子設備900也可以實施為其他不同產品，故此處所舉例不應做為儲電單元710與電子設備900在規格、安裝位置或應用方式上的任何限制。

藉由上述實施方式及其進一步實施例，本發明可以有效解決推車產品在上坡或下坡路段因脫離控制而快速下滑的危險，並且增加使用者在操作時的舒適性。進一步地，推車減速裝置可以安裝或直接取代現有推車的輪框，具有高度的泛用性。另外，本發明妥善地利用推車之輪體的內部空間，令推車減速裝置成為小型的發電機結構，可輔助性地提供周邊電子設備所需之電力。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種推車減速裝置，應用於一推車之一輪軸，該推車減速裝置包含：一輪體，可樞轉地設置於該輪軸，該輪體包含：一驅動齒輪，隨該輪體旋轉；一從動齒輪，位於該輪軸的一側，該從動齒輪嚙合該驅動齒輪並受其驅動，且該從動齒輪具有一連接部；一磁阻機構，連接該連接部而受該從動齒輪驅動，該磁阻機構包含：複數永久磁鐵；以及複數金屬件，該等金屬件與該等永久磁鐵彼此環設，且該等金屬件相對該等永久磁鐵旋轉以產生磁阻尼效應；以及一電阻元件，電性連接該磁阻機構，以作為該等永久磁鐵與該等金屬件之間形成的渦電流的負載。
2. 如請求項1所述之推車減速裝置，其中該驅動齒輪為環齒輪或太陽齒輪。
3. 如請求項1所述之推車減速裝置，其中該電阻元件為可變電阻，該推車減速裝置更包含：一控制器，連接並調整該電阻元件之電阻值。
4. 如請求項1所述之推車減速裝置，更包含：一殼體，設於該輪體並罩覆該驅動齒輪以及該從動齒輪。
5. 如請求項1所述之推車減速裝置，更包含：一變速齒輪組，該磁阻機構連接該變速齒輪組而間接連接該連接部。
6. 如請求項5所述之推車減速裝置，其中該變速齒輪組包含：一太陽齒輪，連接並驅動該磁阻機構；以及複數行星齒輪，嚙合該太陽齒輪，且各該行星齒輪之齒數大於該太陽齒輪之齒數。
7. 如請求項1或6所述之推車減速裝置，更包含：一儲電單元，其電性連接該磁阻機構，並於該磁阻機構旋轉時接收電力。
8. 如請求項7所述之推車減速裝置，更包含：一電子設備，連接該儲電單元。
9. 如請求項8所述之推車減速裝置，其中該電子設備為照明燈或顯示器。
10. 一種推車，包含：一架體，具有複數輪軸；以及複數個如請求項1至9任一項所述之該推車減速裝置，該等推車減速裝置之數量小於或等於該等輪軸之數量，且一該推車減速裝置對應設置於一該輪軸。