TWI702068B - 可調整阻力之風扇車 - Google Patents

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Abstract

本發明有關於一種風扇車，其包含有一個驅動輪、一個風阻輪、一個阻力單元及一個發電單元。驅動輪可被二個踏板所驅動，風阻輪經由一個傳動單元連接驅動輪而能同步轉動，阻力單元具有一根心軸、一個設於心軸且連接傳動單元之慣性輪、一套設於慣性輪之導磁環及一個設於慣性輪外圍之磁鐵固定架，磁鐵固定架之一側面設有多個磁鐵，磁鐵固定架可被一條纜索牽引而改變磁鐵相對導磁環的距離，以調整磁阻大小，發電單元設於慣性輪內且能藉由慣性輪的作動而產生電流。藉此，本發明之風扇車利用風阻與磁阻的搭配提供多元化的訓練，並具有自發電效果。

Description

可調整阻力之風扇車
本發明與健身器材有關，特別是指一種可調整阻力且具有自發電效果之風扇車。
一般所謂的風扇車主要是利用雙腳踩動左右二個踏板，然後由左右二個踏板透過像是鏈條或皮帶等傳動元件帶動風阻輪轉動，藉由風阻輪所提供的轉動阻力來達到運動健身的效果。但是傳統的風扇車具有無法對風阻輪調整轉動阻力的問題，相關的先前技術例如US 2017/0274237號公開專利案，因而難以滿足不同使用者的需求。
本發明之主要目的在於提供一種風扇車，其利用風阻與磁阻的搭配來達到高強度且多元化的訓練效果，並且能根據實際調整磁阻的大小，以滿足不同使用者的需求。
為了達成上述主要目的，本發明之風扇車包含有一個車架、一個驅動單元、一個風阻輪、一個傳動單元、一個阻力單元及一個發電單元。該驅動單元具有一根曲柄軸、一個驅動輪、二個踏板及二根曲柄，該曲柄軸可轉動地設於該車架，該驅動輪固設於該曲柄軸且位於該車架之一側，該二曲柄之一端連接該曲柄軸，該二曲柄之另一端連接該二踏板，使該驅動輪可受該二踏板之驅動而旋轉；該風阻輪可轉動地設於該車架且位於該驅動單元的前方，用以提供風阻效果；該傳動單元連接該驅動輪與該風阻輪，用以將該驅動輪所產生的動力傳遞至該風阻輪，使該風阻輪能跟著該驅動輪同步轉動；該阻力單元具有一根心軸、一個慣性輪、一個導磁環、一個磁鐵固定架、多個第一磁鐵、一個彈性件及一條纜索，該心軸設於該車架且位於驅動單元的後方，該慣性輪可轉動地設於該心軸且連接該傳動單元，該導磁環固設於該慣性輪之外周面，該磁鐵固定架位於該導磁環之外圍，且該磁鐵固定架之頂端樞設於該車架，該等第一磁鐵等間隔地設於該磁鐵固定架朝該導磁環之一側面且與該導磁環之間具有一個間隙，該彈性件作用於該磁鐵固定架之底端且施予彈力將該磁鐵固定架往該導磁環的方向推頂，該纜索之一端連接該磁鐵固定架之底端，用以提供牽引力量將該磁鐵固定架往遠離該導磁環的方向拉動，如此藉由改變該磁鐵固定架相對於該導磁環的距離來調整磁場強弱，使該阻力單元提供不同段位的阻力效果給該慣性輪；該發電單元具有多個第二磁鐵、一個支架、多個鐵芯及多個線圈，該等第二磁鐵設於該慣性輪內且相對該心軸呈環狀排列，該支架固設於該心軸且位於該慣性輪內，該等鐵芯設於該支架之外周緣且與該等第二磁鐵的內周面之間具有一間隙，該等線圈一對一地繞設於該等鐵芯，當該等第二磁鐵隨著該慣性輪相對該等線圈轉動時即可讓該等線圈產生感應電流，進而達到自發電效果。
由上述可知，本發明之風扇車利用風阻與磁阻的雙重搭配，不但可以讓使用者進行高強度且多元化的訓練，並且讓使用者更容易完成低轉速高功率的訓練，另外還可以依照本身需求自行設定磁阻大小，而且還能提供自發電效果。
較佳地，該傳動單元具有一根支撐軸、一根傳動套管、一個第一鏈輪、一個第二鏈輪及一個皮帶輪。該支撐軸固設於該車架，該傳動套管可轉動地套設於該支撐軸，該第一鏈輪與該第二鏈輪連接該傳動套管之二端且位於該驅動輪與該風阻輪之間，其中的該第一鏈輪利用一條第一鏈條連接該驅動輪，至於該第二鏈輪利用一條第二鏈條連接該風阻輪，該皮帶輪位於該第二鏈輪朝該第一鏈輪之一側且連接該傳動套管之一端，並透過一條傳動皮帶連接該慣性輪。藉此，當該驅動輪轉動時透過該第一鏈條驅動該第一鏈輪，接著該第一鏈輪透過該傳動套管驅動該第二鏈輪與該皮帶輪，使該第二鏈輪透過該第二鏈條驅動該風阻輪，並且使該皮帶輪透過該傳動皮帶驅動該慣性輪，如此即可讓該驅動輪、該風阻輪及該慣性輪達到同步作動的效果。
較佳地，該傳動單元更具有一個惰輪，該惰輪可轉動地設於該車架且鄰設於該慣性輪，並頂抵於該傳動皮帶，使該傳動皮帶維持足夠的張力。
較佳地，該心軸之左右二端固設於一個後支撐板，該後支撐板具有一個直條孔與一個位於該直條孔上方之擋止部，該惰輪可轉動地設於一根輪軸，該輪軸可上下位移地穿設於該直條孔。此外，該傳動單元更具有一個調整件、一個調整螺帽及一個擋止螺帽，該調整件具有一個套環與一根連接該套環之螺桿，該調整件之套環套設於該輪軸，該調整件之螺桿可上下位移地穿設於該後支撐板之擋止部，該調整螺帽螺設於該螺桿且位於該後支撐板之擋止部上方，該擋止螺帽螺設於該螺桿且位於該後支撐板之擋止部下方。藉此，只要轉動該調整螺帽即可驅動該調整件之螺桿，使該調整件透過該套環帶動該輪軸沿著該直條孔上下位移，進而帶動該惰輪上下位移，如此即可調整該傳動皮帶的張力。
有關本發明所提供對於風扇車的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。
申請人首先在此說明，於整篇說明書中，包括以下介紹的實施例以及申請專利範圍的請求項中，有關方向性的名詞皆以圖式中的方向為基準。其次，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之元件標號，代表相同或近似之元件或其結構特徵。
請參閱圖1至圖3、圖5及圖7，本發明之風扇車10包含有一個車架20、一個驅動單元30、一個風阻輪40、一個傳動單元50、一個阻力單元70，以及一個發電單元80。
車架20具有一個底座21，底座21之前端設有一根立柱22，立柱22之頂端配置一個控制面板12，底座21之中央設有一根座桿23，座桿23之頂端配置一個座墊14。此外，如圖10所示，車架20更具有一個前支撐板24、一個中支撐板25及一個後支撐板26，前支撐板24固設於立柱22之中央，中支撐板25固設於底座21且位於立柱22與座桿23之間，後支撐板26固設於底座21且位於座桿23之後方。車架20更具有二個相互對接之側板28，二個側板28將驅動單元30的一部分、傳動單元50、阻力單元70及發電單元80給收納在內以提供保護效果。
驅動單元30具有一根曲柄軸31、一個驅動輪32、二個踏板33、二根內曲柄34及二根外曲柄35。如圖4所示，曲柄軸31可轉動地穿設於座桿23；驅動輪32固設於曲柄軸31且位於座桿23的右側面；二根內曲柄34之一端連接曲柄軸31，二根內曲柄34之另一端利用一軸件36樞設於二根外曲柄35之一端，二根外曲柄35之另一端樞接二個踏板33，使得驅動輪32可受二個踏板33之驅動而旋轉。此外，如圖1及圖3所示，驅動單元30更具有二根扶手桿37與二根連桿38，二根扶手桿37樞設於立柱22的左右二側，二根連桿38之前端樞設於二根扶手桿37之底端，二根連桿38之後端樞設於軸件36且位於二根內曲柄34與二根外曲柄35之間，使得二根連桿38可跟著二個踏板33的作動而帶動二根扶手桿37前後搖擺。
風阻輪40藉由一個花鼓42架設於車架20之前支撐板24，如圖10所示，用以提供風阻效果。
傳動單元50具有一根支撐軸51、一根傳動套管52、一個第一鏈輪53、一個第二鏈輪55、一個皮帶輪56，以及一條傳動皮帶61，如圖5及圖6所示，其中：
支撐軸51之二端利用諸如螺帽之類的固定元件固設於車架20之中支撐板25。
傳動套管52以可轉動的方式套設於支撐軸51，傳動套管52之左端具有一個盤部522，盤部522具有三個穿孔524，傳動套管52之右端具有一個外環齒部526。
第一鏈輪53具有一個第一軸孔532，第一鏈輪53利用第一軸孔532套設於傳動套管52之右端且利用一個擋止環54對第一鏈輪53進行定位以防止脫落，第一軸孔532之孔壁具有一個內環齒部534，第一鏈輪53利用內環齒部534嚙接於傳動套管52之外環齒部526，使第一鏈輪53與傳動套管52能同步作動。此外，第一鏈輪53利用一條第一鏈條59連接驅動輪32(如圖3所示)，使第一鏈輪53能被驅動輪32所帶動而同步作動。
第二鏈輪55具有一個第二軸孔552，第二鏈輪55利用第二軸孔552套設於傳動套管52之左端，皮帶輪56具有一個第三軸孔562，皮帶輪56利用第三軸孔562套設於傳動套管52之左端且與第二鏈輪55位於傳動套管52之盤部522的左右二側。此外，第二鏈輪55之第二軸孔552的孔壁具有三個第一凹槽554，皮帶輪56之第三軸孔562的孔壁具有三個第二凹槽564，藉由三根螺栓57依序穿過第二鏈輪55之三個第一凹槽554、傳動套管52之盤部522的三個穿孔524及皮帶輪56之三個第二凹槽564，然後利用三個固定螺帽58對三根螺栓57進行鎖固並抵靠於皮帶輪56朝第一鏈輪53之一側面，使第二鏈輪55、傳動套管52及皮帶輪56能同步作動。
另外，第二鏈輪55利用一條第二鏈條60連接風阻輪40之花鼓42(如圖3及圖10所示)，使二者能同步作動，皮帶輪56利用一條傳動皮帶61連接慣性輪72(詳細的連接關係容後敘述)，使二者能同步作動。藉此，如圖2、圖3、圖10及圖11所示，當驅動輪32轉動時會透過第一鏈條59帶動第一鏈輪53，接著第一鏈輪53透過傳動套管52驅動第二鏈輪55與皮帶輪56，一方面促使第二鏈輪55透過第二鏈條60驅動風阻輪40，另一方面促使皮帶輪56透過傳動皮帶61驅動慣性輪72。
如圖7及圖10所示，阻力單元70具有一根心軸71、一個慣性輪72、一個導磁環73、一個磁鐵固定架74、多個第一磁鐵75、一個彈性件76(在此為壓縮彈簧)及一條纜索78，其中：
心軸71之二端固設於後支撐板26；慣性輪72可轉動地設於心軸71，慣性輪72之右側面具有一個凸環部722(如圖9所示)，慣性輪72之左側面具有一個傳動軸部724(如圖9所示)，慣性輪72之傳動軸部724利用傳動皮帶61連接皮帶輪56(如圖2、圖10及圖11所示)，使慣性輪72能被皮帶輪56所帶動而一起轉動；導磁環73固設於慣性輪72之外周面，使導磁環73跟著慣性輪72一起作動；磁鐵固定架74位於導磁環73之外圍，且磁鐵固定架74之頂端樞設於車架20之一根斜桿27；該等第一磁鐵75等間隔地設於磁鐵固定架74朝導磁環73之一側面且與導磁環73之間具有一個間隙；彈性件76之後端頂抵於一個承板29，承板29固設於底座21，彈性件76之前端頂抵於一個連動板77，連動板77固設於磁鐵固定架74之底端，使彈性件76提供彈力將磁鐵固定架74往導磁環73的方向推頂；纜索78之前端穿設於彈性件76且卡接於連動板77，纜索78之後端連接一個動力源79(如馬達)，使纜索78可受動力源79之驅動而牽引連動板77，由連動板77將磁鐵固定架74往遠離導磁環73的方向拉動。
由上述可知，當導磁環73跟著慣性輪72一起轉動而對該等第一磁鐵75周圍所產生的磁場進行切割時，藉由改變磁鐵固定架74相對於導磁環73的距離即可調整磁場強弱，使阻力單元70提供不同段位的阻力效果給慣性輪72。
為了提升皮帶輪56與慣性輪72之間的傳動效果，如圖8所示，車架20之後支撐板26具有一個直條孔262與一個位於直條孔262上方之擋止部264，傳動單元50更提供一個惰輪62、一個調整件64、一個調整螺帽67及一個擋止螺帽68，惰輪62可轉動地設於一根輪軸63，輪軸63可上下位移地穿設於直條孔262，調整件64具有一個套環65與一根連接套環65之螺桿66，其中的套環65套設於輪軸63，至於螺桿66可上下位移地穿設於後支撐板26之擋止部264，調整螺帽67螺設於螺桿66且位於後支撐板26之擋止部264上方，擋止螺帽68螺設於螺桿66且位於後支撐板26之擋止部264下方。藉此，只要轉動調整螺帽67即可驅動調整件64之螺桿66，使調整件64透過套環65帶動輪軸63連同惰輪62沿著直條孔262上下位移，如此即可調整惰輪62頂抵於傳動皮帶61的力量，進而讓傳動皮帶61的張力獲得調整。
發電單元80具有多個第二磁鐵81、一個支架82及多個鐵芯83，如圖9、圖11及圖12所示：該等第二磁鐵81(數量不限，在此以十個為例)以前後並排(以N-S-N-S的循環方式排列)的方式設於慣性輪72之凸環部722內且相對心軸71呈環狀排列；支架82固設於心軸71而保持不動；該等鐵芯83均由多個層層相疊之矽鋼片所構成，該等鐵芯83以等間隔環狀排列的方式設於支架82之外周緣且分別被一組線圈84所纏繞，該等鐵芯83與該等第一磁鐵81之間具有一個間隙。
由上述可知，當該等第二磁鐵81隨著慣性輪72相對該等線圈84轉動時即可讓該等線圈84產生感應電流，前述感應電流經過整流及濾波之後即可供應給需要的設備使用。
綜上所陳，本發明之風扇車10利用風阻與磁阻的雙重搭配，不但可以讓使用者進行高強度且多元化的訓練，並且可以讓使用者依照訓練需求自行設定磁阻大小，例如在對內、外曲柄34、35施加最大力矩的位置時設定磁阻為最大，而對內、外曲柄34、35施加最小力矩的位置時設定磁阻為最小，如此即可讓使用者更容易完成低轉速高功率的訓練，另外利用發電單元80的配置可以達到自發電的效果。
10:風扇車 12:控制面板 14:座墊 20:車架 21:底座 22:立柱 23:座桿 24:前支撐板 25:中支撐板 26:後支撐板 262:直條孔 264:擋止部 27:斜桿 28:側板 29:承板 30:驅動單元 31:曲柄軸 32:驅動輪 33:踏板 34:內曲柄 35:外曲柄 36:軸件 37:扶手桿 38:連桿 40:風阻輪 42:花鼓 50:傳動單元 51:支撐軸 52:傳動套管 522:盤部 524:穿孔 526:外環齒部 53:第一鏈輪 532:第一軸孔 534:內環齒部 54:擋止環 55:第二鏈輪 552:第二軸孔 554:第一凹槽 56:皮帶輪 562:第三軸孔 564:第二凹槽 57:螺栓 58:固定螺帽 59:第一鏈條 60:第二鏈條 61:傳動皮帶 62:惰輪 63:輪軸 64:調整件 65:套環 66:螺桿 67:調整螺帽 68:擋止螺帽 70:阻力單元 71:心軸 72:慣性輪 722:凸環部 724:傳動軸部 73:導磁環 74:磁鐵固定架 75:第一磁鐵 76:彈性件 77:連動板 78:纜索 79:動力源 80:發電單元 81:第二磁鐵 82:支架 83:鐵芯 84:線圈
圖1為本發明之風扇車的立體圖。 圖2為本發明之風扇車省略外殼之局部放大圖。 圖3類同於圖2，主要顯示在另一視角之局部放大圖。 圖4為本發明所提供之驅動單元的局部立體分解圖。 圖5為本發明所提供之傳動單元的局部立體分解圖。 圖6為本發明所提供之傳動單元的組合剖視圖。 圖7為本發明所提供之阻力單元的立體圖。 圖8為圖2的局部放大圖。 圖9為本發明所提供之發電單元的局部立體分解圖。 圖10為本發明之風扇車省略外殼之局部放大左側視圖。 圖11為本發明之風扇車省略外殼之局部放大右側視圖。 圖12為圖11沿12-12剖線之剖視圖。
10:風扇車
12:控制面板
14:座墊
20:車架
22:立柱
23:座桿
28:側板
33:踏板
35:外曲柄
37:扶手桿
38:連桿
40:風阻輪

Claims (5)

  1. 一種風扇車，包含有：一車架；一驅動單元，具有一曲柄軸、一驅動輪、二踏板及二曲柄，該曲柄軸可轉動地設於該車架，該驅動輪固設於該曲柄軸且位於該車架之一側，該二曲柄之一端連接該曲柄軸，該二曲柄之另一端連接該二踏板；一風阻輪，可轉動地設於該車架且位於該驅動單元的前方；一傳動單元，連接該驅動輪與該風阻輪，用以將該驅動輪所產生的動力傳遞至該風阻輪，使該風阻輪能跟著該驅動輪同步轉動，其中，該傳動單元具有一支撐軸、一傳動套管、一第一鏈輪、一第一鏈條、一第二鏈輪、一第二鏈條、一皮帶輪及一傳動皮帶，該支撐軸固設於該車架，該傳動套管可轉動地套設於該支撐軸，該第一鏈輪與該第二鏈輪連接該傳動套管之二端且位於該驅動輪與該風阻輪之間，該第一鏈條連接該驅動輪與該第一鏈輪，該第二鏈條連接該風阻輪與該第二鏈輪，該皮帶輪位於該第二鏈輪朝該第一鏈輪之一側且連接該傳動套管之一端，該傳動皮帶連接該慣性輪與該皮帶輪；一阻力單元，具有一心軸、一慣性輪、一導磁環、一磁鐵固定架、多個第一磁鐵、一彈性件及一纜索，該心軸設於該車架且位於驅動單元的後方，該慣性輪可轉動地設於該心軸且連 接該傳動單元，該導磁環固設於該慣性輪之外周面，該磁鐵固定架位於該導磁環之外圍，且該磁鐵固定架之頂端樞設於該車架，該等第一磁鐵等間隔地設於該磁鐵固定架朝該導磁環之一側面且與該導磁環之間具有一間隙，該彈性件作用於該磁鐵固定架之底端且施予彈力將該磁鐵固定架往該導磁環的方向推頂，該纜索之一端連接該磁鐵固定架之底端，用以提供牽引力量將該磁鐵固定架往遠離該導磁環的方向拉動；以及一發電單元，具有多個第二磁鐵、一支架、多個鐵芯及多個線圈，該等第二磁鐵設於該慣性輪內且相對該心軸呈環狀排列，該支架固設於該心軸且位於該慣性輪內，該等鐵芯設於該支架之外周緣且與該等第二磁鐵的內周面之間具有一間隙，該等線圈一對一地繞設於該等鐵芯。
  2. 如請求項1所述之風扇車，其中該傳動套管之一端具有一外環齒部，該第一鏈輪具有一被該傳動套管所穿設之第一軸孔，該第一軸孔之孔壁具有一內環齒部，該第一鏈輪之內環齒部嚙接於該傳動套管之外環齒部。
  3. 如請求項1所述之風扇車，其中該傳動套管之一端具有一盤部，該盤部具有一穿孔，該第二鏈輪具有一被該傳動套管所穿設之第二軸孔，該第二軸孔之孔壁具有一第一凹槽，該皮帶輪具有一被該傳動套管之環部所穿設之第三軸孔，該第三軸孔之孔壁具有一第二凹槽，該傳動單元更具有一螺栓與一固定螺帽，該螺栓卡接於該第二鏈輪之第一凹槽與該皮帶輪之第二凹 槽且穿設於該傳動套管之穿孔內，該固定螺帽螺接於該螺栓且抵靠於該皮帶輪。
  4. 如請求項1所述之風扇車，其中該傳動單元更具有一惰輪，該惰輪可轉動地設於該車架且鄰設於該慣性輪，並頂抵於該傳動皮帶。
  5. 如請求項4所述之風扇車，其中該心軸之左右二端固設於一後支撐板，該後支撐板具有一直條孔與一位於該直條孔上方之擋止部，該惰輪可轉動地設於一輪軸，該輪軸可上下位移地穿設於該直條孔，該傳動單元更具有一調整件、一調整螺帽及一擋止螺帽，該調整件具有一套環與一連接該套環之螺桿，該調整件之套環套設於該輪軸，該調整件之螺桿可上下位移地穿設於該後支撐板之擋止部，該調整螺帽螺設於該螺桿且位於該後支撐板之擋止部上方，該擋止螺帽螺設於該螺桿且位於該後支撐板之擋止部下方。
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