TWI691666B

TWI691666B - 具重疊雙離合器之自行車電力驅動裝置

Info

Publication number: TWI691666B
Application number: TW107145177A
Authority: TW
Inventors: 黃永松
Original assignee: 黃永松
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2020-04-21
Also published as: TW202022261A

Abstract

本發明提出一種具重疊雙離合器之自行車電力驅動裝置，其包含支撐軸管、馬達、減速裝置、輸入齒輪軸、軸架、腳踏軸、固定外蓋、第二固定外蓋、傳感裝置、軸套件、第一單向軸承以及第二單向軸承。支撐軸管為一中空管件。馬達可對應固定於支撐軸管內。減速裝置可設於馬達之驅動轉軸。輸入齒輪軸可與輸出軸相連接。軸架可對應設於支撐軸管之底端處。腳踏軸為對應可旋轉地穿設於軸架內。固定外蓋可穿設於腳踏軸上一端。第二固定外蓋可設置於固定外蓋與第一腳踏組件之間。傳感裝置可套設於腳踏軸另一端上。軸套件可為長形管狀件。

Description

具重疊雙離合器之自行車電力驅動裝置

本發明是有關於一種具重疊雙離合器之自行車電力驅動裝置，特別是關於一種重疊雙離合器有效減少整體機構長度或厚度之驅動裝置。

現今雖然自行車之電力驅動裝置已日趨成熟，然而現今之電力驅動裝置可能會由於體積龐大使得目前之電力驅動裝置較難以完整的運用在競速型自行車上。

一般而言，競速用之自行車除車胎及把手等為減少風阻之特殊設計之外，於自行車的踏板處間距也較為狹窄，使得使用者於踩踏時更容易踩踏。然而習知之電力驅動裝置可能會使得踏板處間距較寬，或是整體機構較長，可能將會降低使用上的體驗度。

因此，需要一種可以便於使用者踩踏且可維持足夠動力輸出之電力驅動裝置以供自行車裝設。

有鑑於上述習知之問題，本發明之目的係提出一種具重疊雙離合器之自行車電力驅動裝置，其包含支撐軸管、馬達、減速裝置、輸入齒輪軸、軸架、腳踏軸、固定外蓋、第二固定外蓋、傳感裝置、軸套件、第一單向軸承以及第二單向軸承。支撐軸管為一中空管件。馬達可對應固定於支撐軸管內，並具有驅動轉軸。減速裝置可設於馬達之驅動轉軸上，且以輸出軸輸出。輸入齒輪軸可與輸出軸相連接，且輸入齒輪軸上具有第一轉向齒輪。軸架可對應設於支撐軸管之底端處，與支撐軸管相連接，且軸架於橫向之兩端上分別設有第一軸孔及第二軸孔。腳踏軸為對應可旋轉地穿設於軸架內且穿出第一軸孔及第二軸孔，且穿出第一軸孔之第一端上卡制固定於第一腳踏組件且與第一腳踏組件呈連動共轉之關係，且腳踏軸穿出第二軸孔之第二端上卡制固定於第二腳踏組件，且與第二腳踏組件呈連動共轉之關係。固定外蓋可穿設於腳踏軸上一端，且與腳踏軸共轉，且固定外蓋具有固定外蓋穿孔，腳踏軸穿越固定外蓋穿孔。第二固定外蓋可設置於固定外蓋與第一腳踏組件之間，並與第一腳踏組件相連接。傳感裝置可套設於腳踏軸另一端上，並感測腳踏軸之旋轉，發送電訊號控制馬達轉動。軸套件可為長形管狀件，其對應可旋轉地套設於腳踏軸上，且可旋轉地對應穿設於第二軸孔內，軸套件之內端穿入軸架之內，且於內端上設有第二轉向齒輪，第二轉向齒輪直接嚙合第一轉向齒輪，且軸套件可連接固定外蓋內表面。第一單向軸承可具有第一內環及第一外環，第一內環可套設於該軸套件之外端處，第一外環可與固定外蓋內表面相連接第一內環於單一轉向上與第一外環可相互卡制，而於相反轉向上則對應第一外環樞轉，且第一單向軸承可具有穿透固定外蓋穿孔且凸出於固定外蓋之部份以及第二單向軸承，可具有第二內環及第二外環，第二內環可連接固定外蓋外表面，第二內環於單一轉向上與第二外環可相互卡制，而於相反轉向上則對應第二外環樞轉，第二外環可與第二固定外蓋之內表面相連接，且第二單向軸承可與第一單向軸承之部份軸向重疊。

較佳地，第二單向軸承之厚度可小於或等於凸出於固定外蓋之部份之厚度。

較佳地，馬達可為外型成長筒狀之電力驅動裝置。

較佳地，減速裝置可包含減速機。

較佳地，踩踏第一腳踏組件及第二腳踏組件時，第二內環可與第二外環相互卡制，帶動固定外蓋旋轉，第一內環可相對第一外環樞轉，不帶動軸套件旋轉。

較佳地，馬達轉動時，軸套件旋轉，且第一內環可與第一外環相互卡制，帶動固定外蓋旋轉，第一內環可相對第一外環樞轉，不帶動腳踏軸旋轉。

較佳地，本發明之具重疊雙離合器之自行車電力驅動裝置更包含至少一軸承，可套設於輸入齒輪軸上。

較佳地，第一轉向齒輪可包含傘齒輪。

較佳地，第二轉向齒輪可包含傘齒輪。

較佳地，固定外蓋可與至少一齒盤相連接。

100:馬達

101:驅動轉軸

200:減速裝置

201:輸出軸

310:第一單向軸承

311:第一內環

312:第一外環

320:第二單向軸承

321:第二內環

322:第二外環

323:滾柱

400:輸入齒輪軸

401:第一轉向齒輪

600:軸架

601:第一軸孔

602:第二軸孔

700:腳踏軸

800:軸套件

801:第二轉向齒輪

1000:傳感裝置

1100:支撐軸管

1200:固定外蓋

1201:固定外蓋穿孔

1300:第二固定外蓋

1400:第一腳踏組件

1500:第二腳踏組件

1600:齒盤

第1圖係為根據本發明之實施例之具重疊雙離合器之自行車電力驅動裝置之示意圖。

第2圖係為根據本發明之實施例之具重疊雙離合器之自行車電力驅動裝置之第一單向軸承示意圖。

第3圖係為根據本發明之實施例之具重疊雙離合器之自行車電力驅動裝置之第二單向軸承示意圖。

第4圖係為根據本發明之實施例之重疊雙離合器之第一實施示意圖。

第5圖係為根據本發明之實施例之重疊雙離合器之第二實施示意圖。

為利貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之智慧型效果器之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

現請參閱第1圖至第3圖，其分別係為根據本發明之實施例之具重疊雙離合器之自行車電力驅動裝置之示意圖、根據本發明之實施例之具重疊雙離合器之自行車電力驅動裝置之第一單向軸承示意圖以及根據本發明之實施例之具重疊雙離合器之自行車電力驅動裝置之第二單向軸承示意圖。

本發明之具重疊雙離合器之自行車電力驅動裝置，包含支撐軸管1100、減速裝置200、輸入齒輪軸400、軸架600、腳踏軸700、固定外蓋1200、第二固定外蓋1300、傳感裝置1000、軸套件800、第一單向軸承310以及第二單向軸承320。

支撐軸管1100可為一中空管件，而馬達100可對應固定於支撐軸管1100內，馬達100可具有驅動轉軸101，以輸出馬達100之動力，更進一步，馬達100可為外型成長筒狀之電力驅動裝置。

減速裝置200可包含減速機，且可設於馬達100之驅動轉軸101上，並以輸出軸201輸出。因此，依據減速裝置200之設計，可將馬達100之轉速降低，並降低轉速增加轉矩，藉此確保足夠的動力驅動自行車於不同環境下行進。

輸入齒輪軸400可與輸出軸201相連接，且輸入齒輪軸400上具有第一轉向齒輪401，可將馬達100所提供之動力方向進行傳換，並與軸套件800之第二轉向齒輪801互相嚙合，更進一步，在一實施例中，第一轉向齒輪401及第二轉向齒輪801可包含傘齒輪。而在另一實施例中，本發明更包含至少一軸承，可套設於輸入齒輪軸400上，使得輸入齒輪軸400的旋轉順暢。

軸架600可對應設於支撐軸管1100之底端處，與支撐軸管1100相連接，且軸架600於橫向之兩端上分別設有第一軸孔601及第二軸孔602以供腳踏軸700穿設，且供設置各種組件於軸架600中。

腳踏軸700為對應可旋轉地穿設於軸架600內且穿出第一軸孔601及第二軸孔602，且穿出第一軸孔601之第一端上卡制固定於第一腳踏組件1400且與第一腳踏組件1400呈連動共轉之關係，且腳踏軸700穿出第二軸孔602之第二端上卡制固定於第二腳踏組件1500，且與第二腳踏組件1500呈連動共轉之關係，因此踩踏第一腳踏組件1400及第二腳踏組件1500之間亦呈連動共轉之關係，可供使用者踩踏前進。

固定外蓋1200可穿設於腳踏軸700上一端，且與腳踏軸700共轉，且固定外蓋1200具有固定外蓋穿孔1201，腳踏軸700可穿越固定外蓋穿孔1201，並連接其他組件，例如第4圖及第5圖所繪示之齒盤1600。

第二固定外蓋1300可設置於固定外蓋1200與第一腳踏組件1400之間，並與第一腳踏組件1400相連接，例如第二固定外蓋1300可鎖設於第一腳踏組件1400上。

傳感裝置1000可套設於腳踏軸700另一端上，並感測腳踏軸700之旋轉，發送電訊號控制馬達100轉動，例如踩踏第一腳踏組件1400及第二腳踏組件1500數圈或數秒後，可發送電訊號控制馬達100轉動。

軸套件800可為長形管狀件，其對應可旋轉地套設於腳踏軸700上，且可旋轉地對應穿設於第二軸孔602內，軸套件800之內端穿入軸架600之內，且於內端上設有第二轉向齒輪801，第二轉向齒輪801直接嚙合第一轉向齒輪401，且軸套件800可連接固定外蓋1200內表面。

第一單向軸承310可具有第一內環311及第一外環312，第一內環311可套設於軸套件800之外端處，第一外環312可與固定外蓋1200內表面相連接，第一內環311於單一轉向上與第一外環312為相互卡制，而於相反轉向上則對應第一外環312樞轉，且第一單向軸承310之一部份可穿透固定外蓋穿孔1201且凸出於固定外蓋1200。

第二單向軸承320可具有第二內環321及第二外環322，第二內環321可連接第一外環312之外表面，第二內環321於單一轉向上與第二外環322係相互卡制，而於相反轉向上則對應第二外環322樞轉，第二外環322可與第二固定外蓋1300之內表面相連接，且第二單向軸承320可與第一單向軸承310之凸出於固定外蓋穿孔1201之部份軸向重疊。

在一實施例中，第二單向軸承320可為滾柱軸承，可更包含複數個滾柱323，複數個滾柱323可使得第二內環321於單一轉向上與第二外環322相互卡制，亦即當第二內環321於單一轉向上與第二外環322相互卡制時，複數個滾柱323係撐底於第二外環322之內表面上，以此達成單向軸承之功效。

在一實施例中，第二單向軸承320之厚度可小於或等於第一單向軸承310凸出於固定外蓋1200之部分的厚度，因此可有效的減少厚度，亦即整體機構之厚度或長度可因為第二單向軸承320與第一單向軸承310於軸向重疊的關係，而減少整體機構的厚度或是長度，而不影響整體動力的輸出。

因此，在一實施例中，當無電力供應下，踩踏第一腳踏組件1400及第二腳踏組件1500時，第二內環321可與第二外環322相互卡制，帶動固定外蓋1200旋轉，第一內環311可相對第一外環312樞轉，不帶動軸套件800旋轉，藉此以腳踩方式帶動自行車前進，在此狀況之下將不會帶動馬達100旋轉，因此當踩踏第一腳踏組件1400及第二腳踏組件1500時，將不會由於馬達100之阻力而需耗費額外的力氣。

而在另一實施例中，當馬達100轉動時，軸套件800旋轉，且第一內環311可與第一外環312相互卡制，帶動固定外蓋1200旋轉，第一內環311可相對第一外環312樞轉，不帶動腳踏軸700旋轉，因此以馬達100驅動自行車時，並不會造成第一腳踏組件1400及第二腳踏組件1500的轉動，可以保障使用者的安全。

因此，在上述的配置之下，若是使用者需要馬達100輔助或驅動自行車前進時，可踩踏第一腳踏組件1400及第二腳踏組件1500數圈或數秒後，透過傳感裝置1000啟動馬達100，又因為馬達100於運轉時下不會帶動第一腳踏組件1400及第二腳踏組件1500，而踩踏第一腳踏組件1400及第二腳踏組件1500時，除非經由傳感裝置1000啟動馬達100，否則亦不會干涉到馬達100的轉動。

因此，在本發明之配置之下，無論是以踩踏方式或是以馬達100作為動力源驅動自行車，彼此皆可互相不干擾，且更進一步，可利用煞車方式停止馬達100之轉動，因此本發明之離合式自行車電力驅動裝置可以安全的保障使用者騎乘自行車，且即使無電力時亦可作為一般之自行車供使用者使用，而若是以踩踏方式搭配馬達100作為輔助動力源驅動自行車，在此配置之下亦不會由於馬達100的轉速過快造成危險，可保障使用者使用上的方便及安全。

現請參閱第4圖及第5圖，其分別係為根據本發明之實施例之重疊雙離合器之第一實施示意圖以及根據本發明之實施例之重疊雙離合器之第二實施示意圖。

在一實施例中，支撐軸管1100可設置於第4圖中所標示之相對位置，第4圖中係將支撐軸管1100設置於下管(down tube)之位置。而在另一實施例中，支撐軸管1100可設置於第5圖中所標示之相對位置，第5圖中係將支撐軸管1100設置於立管(seat tube)之位置，且更進一步，於第4圖及第5圖中，固定外蓋1200可與至少一齒盤1600相連接，齒盤1600可於手動變速或是無電力供給時腳踏使用。

無論支撐軸管1100係設置於下管或是立管之位置，由於第二單向軸承320與第一單向軸承310於軸向重疊的關係，因此可以有效的減少第一腳踏組件1400及第二腳踏組件1500之間之距離，且不影響一般情況下的騎乘，因此較具輔助驅動裝置之自行車相比，兩腳間的距離將會縮短，因此可以更易踩踏加速。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。