TWI719705B - 自行車之後變速器 - Google Patents

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TWI719705B
TWI719705B TW108140252A TW108140252A TWI719705B TW I719705 B TWI719705 B TW I719705B TW 108140252 A TW108140252 A TW 108140252A TW 108140252 A TW108140252 A TW 108140252A TW I719705 B TWI719705 B TW I719705B
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Abstract

一種自行車之後變速器，包含一固定部、一連桿組件、一移動部、一撥鏈臂、一驅動組件、一充電電池、一線圈與一無線充電電路，其中，固定部連接至一車架；連桿組件樞接於固定部；移動部樞接於連桿組件；撥鏈臂連接於該移動部；驅動組件包含一馬達，馬達的輸出軸帶動連桿組件樞擺，進而帶動移動部及撥鏈臂移動；充電電池提供電力予馬達；線圈接收外部之充電能量，且線圈設置於固定部、移動部及連桿組件之其中一者；無線充電電路接收線圈之電能為充電電池充電。藉此，後變速器的充電電池在充電時更為便利。

Description

自行車之後變速器
本發明係與自行車的變速器有關；特別是指一種自行車之後變速器。
隨著自行車休閒活動之盛行，自行車由早期之代步工具，已成為休閒運動之工具，為了改善增加自行車之性能，自行車的製造技術不斷提升，其中，變速器是影響騎乘速度的主要原因之一。以後變速器為例，後變速器包括一移動架及一撥鏈臂，移動架連接於車架且採用平行四連桿之機構，撥鏈臂連接於移動架上，藉由移動移動架帶動撥鏈臂，進而改變鏈條與鏈輪的相對位置，達到變換檔位的目的，使騎乘者可以因應路況換檔，提升騎乘速度。
傳統的後變速器是以纜線牽引移動架，而帶動撥鏈臂。近年來，市面上已出現電子式後變速器，其係以馬達作為驅動，並利用齒輪組來將馬達的動力傳送到一輸出軸，使輸出軸旋轉帶動移動架移動。電子式後變速器設有提升換檔效率之優點，使得換擋更為快速便利，然，仍然存在著下列缺點：
1、電子式後變速器的移動架是位於車架的外側，當移動架受到外力撞擊時可能因為移動架移動的力量過大而導致齒輪組或馬達的輸出軸受損，而無法再換擋。
2、電子式後變速器的馬達及齒輪組的安裝位置是外掛於於移動架之外，將使得後變速器的整體體積過大。
3、由於電子式後變速器是以馬達作為動力，馬達需要由外部的電池供電。目前之電池是設置在車架上，例如設置在座管附近，再以電源線連接到後變速器的馬達，以提供馬達電力。由電池的位置至後變速器之位置仍有一段距離，因此，電源線的佈線將會造成組裝的不便。
4、為達到電池可重覆使用的目的，上述電池亦有採用充電電池之設計，充電電池上會設置充電接口。將外部的電源以充電線插入充電接口，以對充電電池充電。由於自行車是在戶外使用，可能會有砂子、水份進入充電接口而導致充電接口接觸不良或損壞的情形。
是以，習用的電子式後變速器之設計仍未臻完善，尚待改進。
此外，無論是電子式後變速器或是傳統以鋼索牽引的後變速器，移動架皆設有一樞轉軸(或稱為p-knuckle)連接撥鏈臂，樞轉軸上設置有扭力彈簧，藉由扭力彈簧提供扭力給樞轉軸，使撥鏈臂能提供鏈條一定的張力，使一般騎乘或換擋時，鏈條與鏈輪可相嚙合。然而，當騎乘者遇到路況不佳時，例如路面不平整，撥鏈臂可能會過度晃動或震動，而影響到鏈條與鏈輪間的嚙合或產生掉鏈的情形；或者當撥鏈臂受外力拉動，在外力解除後，扭力彈簧的扭力帶動撥鏈臂快速回彈，亦會使得撥鏈臂過度晃動或震動，而影響到鏈條與鏈輪間的嚙合或產生掉鏈的情形。
是以，後變速器的樞轉軸之設計仍待改善。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種自行車之後變速器，可有效改善上述之缺失。
緣以達成上述目的，本發明提供的一種自行車之後變速器，包含一固定部、一連桿組件、一移動部、一離合組件與一驅動組件，其中，該固定部連接於一車架；該連桿組件樞接於該固定部；該移動部樞接於該連桿組件；該撥鏈臂連接於該移動部；該驅動組件包含一馬達、一傳動齒輪組與一離合組件，該馬達包含有一輸出軸以驅動該傳動齒輪組，該傳動齒輪組耦接該離合組件，使該馬達之該輸出軸經由該傳動齒輪組及該離合組件帶動該連桿組件樞擺，進而帶動該移動部及該撥鏈臂移動；該離合組件樞設於該固定部與該連桿組件之間，該離合組件包含沿一軸相抵接的一第一離合件與一第二離合件，該第一離合件設有朝向該第二離合件之方向延伸的複數第一離合齒，該第二離合件設有朝向該第一離合件之方向延伸的複數第二離合齒，該些第二離合齒與該些第一離合齒相嚙合；當該第一離合件與該第二離合件之間相對轉動的扭力大於一預定阻力時，該些第一離合齒與該些第二離合齒之間產生滑移。
藉此，離合組件在連桿組件受外力撞擊時可產生離生，避免傳動齒輪組或馬達之輸出軸受損。並且在移動部受阻時，離合組件亦可產生離合，避免馬達過熱。
本發明提供的一種自行車之後變速器，包含一固定部、一連桿組件、一移動部、一撥鏈臂與一驅動組件，其中，該固定部設置於一車架，該固定部具有一第一樞接部與一第二樞接部；該連桿組件包含有一第一連桿與一第二連桿，該第一連桿之一端經由一第一樞軸樞接於 該第一樞接部，該第二連桿之一端經由一第二樞軸樞接於該第二樞接部；該移動部具有一第三樞接部與一第四樞接部，該第三樞接部經由一第三樞軸與該第一連桿樞接，該第四樞接部經由一第四樞軸與該第二連桿樞接；該撥鏈臂連接於該移動部；該驅動組件設置於該第一連桿與該第二連桿其中之一上，且該驅動組件包含一馬達與一傳動齒輪組，該馬達之輸出軸連接該傳動齒輪組，該傳動齒輪組帶動該第一樞軸、第二樞軸、第三樞軸與第四樞軸其中之一以帶動該連桿組件樞擺，進而帶動該移動部及該撥鏈臂移動。
藉由將驅動組件設置在連桿組件，如此可使得後變速器整體的體積減少，改善傳統的電子式後變速器體積過大的缺點。
本發明提供的一種自行車之後變速器，包含一固定部、一連桿組件、一移動部、一撥鏈臂與一驅動組件，其中，該固定部連接於一車架；該連桿組件樞接於該固定部；該移動部樞接於該連桿組件；該撥鏈臂連接於該移動部；該驅動組件包含一馬達與一傳動齒輪組，該馬達包含有一輸出軸以驅動該傳動齒輪組，該傳動齒輪組耦接該連桿組件，該馬達之該輸出軸經由該傳動齒輪組帶動該連桿組件樞擺，進而帶動該移動部及該撥鏈臂移動；其中，該移動部設置有一樞轉軸以及一可拆卸的電池模組，該撥鏈臂樞接於該樞轉軸，該電池模組提供電力予該馬達。
藉由將電池模組設置在後變速器的移動部上，供電的距離短，無需由車架拉電源線至後變速器，簡化電源線的佈線。
本發明提供的一種自行車之後變速器，包含一固定部、一連桿組件、一移動部、一撥鏈臂、一驅動組件、一充電電池、一線圈與一無線充電電路，其中，該固定部連接至一車架；該連桿組件樞接於該 固定部；該移動部樞接於該連桿組件；該撥鏈臂連接於該移動部；該驅動組件包含一馬達與一傳動齒輪組，該馬達包含有一輸出軸以驅動該傳動齒輪組，該傳動齒輪組耦接該連桿組件，該馬達之該輸出軸經由該傳動齒輪組帶動該連桿組件樞擺，進而帶動該移動部及該撥鏈臂移動；該充電電池提供電力予該馬達；該線圈接收外部之充電能量，且該線圈設置於該固定部、該移動部及該連桿組件之其中一者；該無線充電電路電性連接該線圈與該充電電池，該無線充電電路接收該線圈之電能為該充電電池充電。
藉由將無線充電之線圈設置在後變速器的組件上，讓後變速器的充電電池在充電時更為便利，無需在電池模組上設置充電接口。
本發明提供的一種自行車之後變速器，包含一固定部、一連桿組件、一移動部、一撥鏈臂與一驅動組件，其中，該固定部連接於一車架；該連桿組件樞接於該固定部；該移動部樞接於該連桿組件；該撥鏈臂連接於該移動部；該驅動組件耦接該連桿組件且帶動該連桿組件樞擺，進而帶動該移動部及該撥鏈臂移動；其中，該移動部包括一罩殼、一樞轉軸與一阻尼件，其中，該罩殼具有一容置空間；該樞轉軸設置於該容置空間，且連接該撥鏈臂；該阻尼件套設於該樞轉軸，且該阻尼件設置於該樞轉軸與該容置空間的內壁之間並具有一外抵接面，該外抵接面抵頂於該容置空間的內壁。
藉由阻尼件可產生阻尼效果，以減緩撥鏈臂擺動的速度，避免撥鏈臂過度晃動或震動，造成鏈條跳動，而影響鏈條與鏈輪間的嚙合或產生掉鏈的情形。
〔本發明〕
100:後變速器
10:固定部
11:連接件
12:座體
12a:罩殼
122:第一樞接部
122a:第一樞接端
122b:第二樞接端
122c:沉孔
122d:穿孔
122e:銷孔
124:第二樞接部
124a:樞接端
14:第一座體
16:第二座體
17:固定件
20:連桿組件
22:第一連桿
22a、22b:端部
24:第二連桿
24a、24b:端部
241:樞接端
26:馬達支架
26a:半殼
26b:穿孔
262、264:容室
28:罩殼
281a:頂面
281b:底面
281c:容槽
282:蓋件
284:延伸板
286:穿線孔
30:移動部
31:第三樞接部
32:第四樞接部
33:罩殼
330:殼體
33a:外側面
33b:內側面
331:第一容置空間
331a:第一容室
331b:第二容室
331c:間隔板
331d:穿孔
332:第一外蓋
332a:延伸部
332b:穿孔
333:安裝孔
334:第二容置空間
335:第二外蓋
335a:空間
336:開口
337:穿線孔
40:撥鏈臂
42:臂架
44:導輪
50:驅動組件
511:第一樞軸
511a:第一端
511b:軸桿
511c:延伸部
511d:螺紋段
512:第二樞軸
513:第三樞軸
514:第四樞軸
514a:樞轉軸
52:馬達
521:輸出軸
54:傳動齒輪組
541:第一齒輪
542:第二齒輪
543:蝸桿
55:離合組件
551:第一離合件
551a:輪齒
551b:第一離合齒
551c:受力部
551d:環槽
552:第二離合件
552a:第二離合齒
552b:螺孔
552c:端
552d:銷孔
552e:螺孔
553:彈性件
56:驅動電路板
57:磁鐵
58:磁感測器
60:轉動組件
61:樞轉軸
611:第一部份
612:第二部份
612a:凸緣
613:受驅轉孔
62:彈性件
63:軸承
64:阻尼件
641a:外抵接面
641b:內抵接面
80:電池模組
81:電池盒
81a:盒體
81b:盒蓋
81c:通孔
82:電池
83:電源線
84:線圈
842:接收面
85:無線充電電路
D1、D2:轉動方向
L:間距
T:厚度
圖1為本發明一較佳實施例自行車之後變速器的立體圖。
圖2為本發明上述較佳實施例之後變速器的局部分解立體圖。
圖3為本發明上述較佳實施例之後變速器的局部分解立體圖。
圖4為本發明上述較佳實施例之後變速器。
圖5為本發明上述較佳實施例之後變速器的俯視圖。
圖6為一示意圖，揭示後變速器的連桿組件的局部。
圖7為圖5之7-7方向剖視圖。
圖8為圖7之局部放大圖
圖9為上述較佳實施例之馬達、傳動齒輪及第一樞軸的立體圖。
圖10為上述較佳實施例之第一樞軸的分解立體圖。
圖11為上述較佳實施例之第一樞軸的局部分解立體圖。
圖12為上述較佳實施例之移動部的局部側視圖。
圖13為上述較佳實施例之後變速器的局部分解立體圖。
圖14為圖12之14-14方向剖視圖。
圖15為上述較佳實施例之後變速器的局部分解立體圖。
圖16為上述較佳實施例之後變速器的局部分解立體圖。
圖17為上述較佳實施例之後變速器的局部分解立體圖。
圖18為上述較佳實施例之移動部的局部側視圖。
圖19為圖18之19-19方向的局部剖視圖。
圖20為上述較佳實施例之後變速器的局部立體圖。
圖21為本發明另一較佳實施例之後變速器的局部分解立體圖。
圖22為本發明另一較佳實施例之後變速器的局部側視圖。
圖23為本發明另一較佳實施例之後變速器的側視圖。
圖24為本發明另一較佳實施例之後變速器的側視圖。
圖25為本發明另一較佳實施例之後變速器的俯視圖。
圖26為本發明另一較佳實施例之後變速器的側視圖。
圖27為本發明另一較佳實施例之後變速器的側視圖。
圖28為本發明另一較佳實施例之後變速器的側視圖。
為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1至圖20所示，為本發明一較佳實施例自行車之後變速器100，包含一固定部10、一連桿組件20、一移動部30、一撥鏈臂40與一驅動組件50，其中：固定部10用以連接至自行車的車架(圖未示)，且位於自行車之後鏈盤組的外側。連桿組件20之一端樞接於固定部10，移動部30樞接於連桿組件20相反於固定部10的一端。撥鏈臂40連接於移動部30。撥鏈臂40包括一臂架42與二導輪44。
固定部10包括一連接件11與一座體12，連接件11的一端與座體12樞接，連接件11的另一端固定於車架。座體12設有一第一樞接部122與一第二樞接部124，第一樞接部122與第二樞接部124分別樞接於連桿組件20。本實施例中，第一樞接部122設有兩個相對應的第一樞接端122a,122b，第二樞接部124設有兩個相對應的第二樞接端124a。第二樞接部124位於第一樞接部122與撥鏈臂40之間，第一樞接部122較靠近固定部10的外側。於其他實施例中，可為第一樞接部122位於第二樞接部124與撥鏈臂40之間，第二樞接部124較靠近固定部10的外側。
更詳而言，座體12包括一第一座體14與一第二座體16，第二座體16可拆離地連接於第一座體14的底部。本實施例中，第一樞接部122的一個第一樞接端122a以及第二樞接部124的二個第二樞接端124a設於第一座體14，第一樞接部122的另一個樞接端122b設於第二座體16。
移動部30設有一第三樞接部31與一第四樞接部32，第三樞接部31與第四樞接部32分別樞接於連桿組件20。本實施例中，第四樞接部32位於第三樞接部31與撥鏈臂40之間。於其他實施例中，可為第三樞接部31位於第四樞接部32與撥鏈臂40之間，而第四樞接部32較靠近固定部10的外側。
連桿組件20包括一第一連桿22與一第二連桿24，第二連桿24位於第一連桿22與撥鏈臂40之間。第一連桿22的一端部22a經由一第一樞軸511與固定部10的第一樞接部122樞接，使第一連桿22的端部22a設於第一樞接部122的兩個樞接端122a,122b之間，換言之，第一樞軸511是設置於固定部10與連桿組件20之間。第一連桿22的另一端部22b經由一第三樞軸513樞接於移動部30的第三樞接部31。
請配合圖4，第二連桿24的一端部24a經由一第二樞軸512與固定部10的第二樞接部124樞接，使第二連桿24的端部24a設於第二樞接部124的兩個樞接端124a之間。第二連桿24的另一端24b朝向移動部30延伸形成二相對的樞接端241，使第二連桿24概呈Y形，且該二樞接端241經由一第四樞軸514樞接於移動部30的第四樞接部32，本實施例的第四樞軸514為設置於同一樞轉軸線上的兩獨立樞轉軸514a。
請一併參考圖6至圖9，驅動組件50包含一馬達52與一傳動齒輪組54與一驅動電路板56，馬達52之輸出軸521連接傳動齒輪組 54，傳動齒輪組54耦接連桿組件20，驅動電路板56電性連接馬達52，驅動電路板56用以接收有線或無線的換檔控制訊號，並依據換擋控制訊號控制馬達52。馬達52的輸出軸轉動時，經由傳動齒輪組54傳動，以帶動連桿組件20樞擺，進而帶動移動部30及撥鏈臂40移動，以達到換擋之目的。
驅動組件50可設置於連桿組件20的第一連桿22上，並且傳動齒輪組54耦接於第一樞軸511與第三樞軸513的其中之一者，且施予轉動的力量給第一樞軸511或第三樞軸513，帶動驅動組件50所在之第一連桿22偏移，使連桿組件20樞擺。又，驅動組件50可設置於連桿組件20的第二連桿24上，並且傳動齒輪組54耦接於第二樞軸512與第四樞軸514的其中之一者，且施予轉動的力量給第二樞軸512或第四樞軸514，帶動驅動組件50所在之第二連桿24偏移，使連桿組件20樞擺。
本實施例之驅動組件50係以設置在第一連桿22為例，且驅動組件50與第一樞軸511耦接。本實施例中，第一連桿22包括一馬達支架26與一罩殼28。罩殼28結合於馬達支架26，馬達支架26的一端經由第一樞軸511與固定部10的第一樞接部122樞接，馬達支架26的另一端經由第三樞軸513樞接於移動部30的第三樞接部31。馬達52及傳動齒輪組54設置於馬達支架26中，馬達支架26係由二個半殼26a對合而成，馬達支架26內部設有二容室262,264，馬達52及傳動齒輪組54分別設置於該二容室262,264。實務上，馬達支架26可設有一容室，馬達52及傳動齒輪組54位於容室中。實務上，馬達支架26可與其所在之第一連桿22為一體成型；若馬達支架26位於第二連桿22上，則馬達支架26可與第二連桿24為一體成型。
固定部10的第一樞接部122的第一樞接端122a設有一沉孔122c，第二樞接端122b設有一穿孔122d，沉孔122c與穿孔122d相對應設置。另外，於固定部10的第二樞接端122b設有與穿孔122d相交的一銷孔122e，第一樞軸511的一端設有一銷孔552d與銷孔122e對應。馬達支架26的一端設有對應沉孔122c與穿孔122d設置的二穿孔26b。第一樞軸511穿過固定部10的穿孔122d與馬達支架26的二穿孔26b後，再以一固定件17穿過銷孔122e,552d，以固定該二銷孔122e,552d之相對位置。固定件17可以為一插銷。第一樞軸511的至少一端與固定部10的第一樞接部122固定，使第一樞軸511不會相對固定部10轉動，例如，第一樞軸511之一端固設於沉孔122c，另一端設於穿孔122d。實務上，與傳動齒輪組耦接之第二樞軸512、第三樞軸513或第四樞軸514可設有一銷孔，與第二樞軸512、第三樞軸513或第四樞軸514連接之第二樞接部124、第三樞接部31或第四樞接部32可設有對應的一銷孔，經由固定件17固定二個銷孔之相對位置。
傳動齒輪組54包含一第一齒輪541、一第二齒輪542與一蝸桿543。第一齒輪541套設於馬達52的輸出軸521，且第一齒輪541與第二齒輪542嚙合，蝸桿543的一端套設於第二齒輪542，蝸桿543的另一端與一離合組件55嚙合。離合組件55設置於第一樞軸511，以帶動馬達支架26相對於第一樞軸511旋轉，使連桿組件20樞擺，並帶動撥鏈臂40移動，使鏈條可與不同半徑大小的鏈輪嚙合，換言之，第一連桿22的一部分設有離合組件55。於其他實施例中，離合組件亦可設置於第三樞軸513或第四樞軸514上，設有驅動組件50的第一連桿22或第二連桿24經由離合組件55與固定部10或移動部30的樞接端樞接。
驅動組件50包含一磁鐵57與一磁感測器58。磁鐵57設置於固定部10的第一樞接部122的沉孔122c，且位於第一樞軸511的第一端511a，第一端511a係遠離固定件17，實務上，磁鐵57亦可結合在第一端511a。磁感測器58設置於第一連桿22上對應磁鐵57處且鄰近但不接觸該磁鐵57，磁鐵57的一面朝向磁感測器58，磁鐵57的另一面朝向第一連桿511，於本實施例中，磁感測器58設置於磁鐵57相反於第一樞軸511的方向，磁感測器58電性連接驅動電路板56，磁感測器58偵測設有該驅動組件50的第一樞軸511與磁鐵57的相對位置，並提供位置訊號給驅動電路板56作為回授控制之用。磁感測器58可為霍耳感測器。實務上，若驅動組件50設置在第二連桿24，磁感測器58則可設置在設有馬達支架26的第二連桿24上。磁鐵56亦可設置在設有離合組件55的第二樞軸、第三樞軸與第四樞軸其中之一的一端的端部，較佳者是遠離固定件17。
請配合圖9及圖10，馬達52的輸出軸521與傳動齒輪組54連接，傳動齒輪組54與離合組件55嚙合，離合組件55設置於第一樞軸511。當馬達52之輸出軸521轉動時，馬達52經由傳動齒輪組54的第一齒輪541、第二齒輪542及蝸桿543施予轉動的力量給離合組件55，經由固定不動的第一樞軸511傳遞到第一連桿22，造成第一連桿22偏轉，使連桿組件20樞擺，而帶動移動部30及撥鏈臂40移動。在第一連桿22偏轉的同時，磁感測器58相對磁鐵57轉動，因此，磁感測器58感測到相對於磁鐵57的位置變化，可得知撥鏈臂40的相對位置。
馬達支架26與罩殼28結合並共同形成一容置空間，使馬達52與傳動齒輪組54設置於容置空間，防止水氣或塵土影響驅動組件50運作。罩殼28由一殼體281與一蓋件282組成。殼體281具有一頂面 281a、一底面281b及一容槽281c，容槽281c由頂面281a朝向底面281b方向凹陷且具有一上開口，驅動電路板56設置於容槽281c中。殼體281的頂面281a設有朝向撥鏈臂40延伸並遮蓋第一樞接端122的一延伸板284，延伸板284延伸至磁鐵56與磁感測器57之間，且磁感測器57位於延伸板284上方，延伸板284的一面朝向磁鐵57，而延伸板284的另一面朝向磁感測器58，使磁感測器58設置於殼體281對應磁鐵57處。蓋件282與殼體281結合並遮蓋殼體281的頂面281a、延伸板284、容槽281c的上開口與磁感測器58。
藉由將驅動組件50設置在連桿組件20中，可使得後變速器100整體的體積減少。
為避免連桿組件20受外力撞擊或轉動力過大而導致傳動齒輪組54或馬達52之輸出軸521受損，驅動組件50的離合組件55可包含沿一軸相抵接的一第一離合件551與一第二離合件552，第二離合件552與第一離合件551嚙合並一起穿設於一軸桿511d，本實施例中軸桿形成於第一樞軸511上，第二離合件552可以在受外力時與第一離合件551產生離合。請配合圖8至圖11，於本實施例中，第一離合件551設有徑向延伸之複數輪齒551a以及軸向延伸之複數第一離合齒551b，第二離合件552設有軸向延伸之複數第二離合齒552a，第一離合齒551b朝向該第二離合件552之方向延伸，第二離合齒552a朝向該第一離合件551之方向延伸。第一離合件551以輪齒551a與蝸桿543嚙合，並以第一離合齒551b與第二離合件552的第二離合齒552a嚙合。在常態下，該第二離合齒552a與該第一離合齒551b相嚙合，且沒有相對移動；當驅動組件50受到外力，或轉動力大於一預定阻力時，亦即第一離合件551與該第二離 合件552之間相對轉動的扭力大於該預定阻力時，第一離合齒551b與第二離合齒552a之間會產生滑移釋放阻力後再嚙合。
舉例而言，當連桿組件20受外力撞擊時，第一離合件551的轉動力大於該預定阻力時，第一離合齒551b與第二離合齒552a之間會產生滑移，來避免驅動組件50受損。此外，當移動部30的移動受阻時，第一離合齒551b與第二離合齒552a之間亦可產生滑移，避免馬達52過熱而損壞。
離合組件55更包含一彈性件553，彈性件553設於第一離合件551相反於第一離合齒551b的一受力部551c，本實施例中，受力部551c設有一環槽551d，彈性件553設於環槽551d內，彈性件553、第一離合件551與第二離合件552依序穿設於第一樞軸511。彈性件553的一端抵頂於環槽551d的槽底，另一端抵頂於第一樞軸511之軸桿徑向延伸的一延伸部511c，延伸部511c亦可容置於環槽551d。於本實施例中，彈性件553可為複數個盤型彈簧位於延伸部511c與第一離合件551的環槽551d之間。彈性件553提供可調整的推力，當延伸部511c遠離環槽551d的槽底時，第一離合件551與第二離合件552之間產生相對滑移時所需的力量閾值較小；而當延伸部511c接近環槽551d的槽底時，第一離合件551與第二離合件552之間產生相對滑移時所需的力量閾值較大，使用者可視其需求調整第一離合件551與第二離合件552之間產生相對滑移時所需的力量閾值。
第一樞軸511之軸桿511b相反於第一端511a的一端設有螺紋段511d，第二離合件552設有位於軸向的一螺孔552b，軸桿511b的螺紋段511d與第二離合件552的螺孔552b螺合。欲調整預定阻力時，藉由調整軸桿511b的螺紋段511d與第二離合件552的螺孔552b螺合的 深度，來改變第一離合齒551b與第二離合齒552a之間產生相對滑移時的預定阻力。於本實施例中，第二離合件552第二離合件552相反於第二離合齒552a的一端552c固設於穿孔122d。更詳而言，第二離合件552的一端552c設有銷孔552d，固定件17穿過第二樞接端122b的銷孔122e與第二離合件552的銷孔552d，以限制第二離合件552相對於第二樞接端122b轉動。
小結上述之驅動組件50及離合組件55，驅動組件50可設置在第一連桿22施予轉動的力量給第一樞軸511或第三樞軸513的其中之一，離合組件55可設於第一樞軸511或第三樞軸513的其中之一；驅動組件50亦可設置在第二連桿24施予轉動的力量給第二樞軸512或第四樞軸514的其中之一，第二連桿24亦設有馬達支架26之結構，而離合組件55亦可設於第二樞軸512或第四樞軸514的其中之一。上述態樣皆可達到帶動該連桿組件20樞擺，進而帶動移動部30及撥鏈臂40移動之目的。
在一實施例中，驅動組件50亦可設置在固定部10上，在此情況下，第一樞軸511則是與第一連桿22固接，由驅動組件50施力予第一樞軸511，以帶動連桿組件20樞轉；或者第二樞軸512是與第二連桿24固接，由驅動組件50施力予第二樞軸512，以帶動連桿組件20樞轉。
本實施例的撥鏈臂40可相對移動部30樞轉，請配合圖12至圖14，移動部30包括一罩殼33以及一轉動組件60。移動部30的第一樞接部31與第二樞接部32分別設置於罩殼33，罩殼33設有一第一容置空間331以及一第一外蓋332。轉動組件60設置於第一容置空間331，並以第一外蓋332遮蓋第一容置空間331，以避免水氣或塵土進入轉動組件60。
轉動組件60包括一樞轉軸61、一彈性件62、一軸承63與一阻尼件64。樞轉軸61的一端連接撥鏈臂40，彈性件62套設於樞轉軸61且彈性件62的一端連接撥鏈臂40，以提供樞轉軸61沿一轉動方向D1的扭力。彈性件62可為一扭力彈簧。阻尼件64設置於樞轉軸61與第一容置空間331的內壁之間。詳而言之，軸承63套設於樞轉軸61且不與彈性件62連接，阻尼件64套設於軸承63，阻尼件64具有外抵接面641a與內抵接面641b，軸承63的內周緣與樞轉軸61接觸，而軸承63的外周緣抵接於阻尼件64的內抵接面641b，阻尼件64的外抵接面641a抵於第一容置空間331的內壁。軸承63可為單向軸承，轉動組件60沿轉動方向D1轉動時，軸承63的內周緣與外周緣可相對轉動，轉動組件60沿轉動方向D2轉動時，軸承63的內周緣與外周緣不會相對轉動，使阻尼件64提供一預定摩擦力，以防止轉動組件60因震動或外力作用於移動部30而使移動部30鬆動。轉動方向D2相反於轉動方向D1。
詳而言之，當撥鏈臂40隨著驅動組件50軸向樞擺而與不同半徑大小的鏈輪嚙合時，會因鏈條位置改變而使撥鏈臂40受鏈條張力轉動，此時，撥鏈臂40將帶動轉動組件60沿轉動方向D2轉動。於轉動時，阻尼件64的內抵接面641b和外抵接面641a分別與軸承63和第一容置空間331內壁摩擦，產生阻尼效果，以防止移動組件40因震動或外力作用，造成過度晃動或震動使得鏈條跳動，而影響鏈條與鏈輪間的嚙合或產生掉鏈的情形。
本實施例中，阻尼件64呈圓筒狀，以在軸承63上提供抵接力。阻尼件64亦可為複數塊，且分布於軸承63的徑向外圍。阻尼件64之材質可例如是橡膠、優力膠、或其它可受擠壓而產生徑向變形的彈性體。
移動部30的第一外蓋332構成一調整件，第一外蓋332結合於罩殼33，且可軸向地施力於阻尼件64，使阻尼件64受推抵後產生徑向的變形，改變外抵接面641a施加於第一容置空間331的內壁的摩擦力以及內抵接面641b施加於軸承63的壓力，藉此改變阻尼件64的外抵接面641a與第一容置空間331的內壁的之間摩擦力，以及阻尼件64的內抵接面641b與軸承63之外周緣間的摩擦力。
本實施例中，罩殼33具有遠離撥鏈臂40的一外側面33a，外側面33a相對於第一外蓋332處設有一安裝孔333，安裝孔333與第一容置空間331相通，第一外蓋332自安裝孔333伸入第一容置空間331且以螺紋與安裝孔333結合，且第一外蓋332設有朝向撥鏈臂40軸向延伸的一延伸部332a，延伸部332a與阻尼件64之一端抵接。藉由調整第一外蓋332與罩殼33的相對深度，即可帶動延伸部332a軸向擠壓阻尼件64，使阻尼件64產生徑向形變，藉此，調整第一外蓋332鎖入罩殼33之安裝孔333的位置即可調整阻尼的力量。
本實施例中，罩殼33的第一容置空間331包含一第一容室331a和一第二容室331b，第一容室331a與第二容室331b間設有一間隔板331c，間隔板331c設有一穿孔331d，穿孔331d使第一容室331a與第二容室331b相連通，第一容室331a位於第二容室331b與撥鏈臂40之間。於安裝時，彈性件62設置於第一容室331a，且彈性件62的一端設置於撥鏈臂40，另一端設置於間隔板331c的一面，後以樞轉軸61穿過彈性件62以及穿孔331d。軸承63及阻尼件64設置於第二容室331b，且軸承63套設於樞轉軸61、阻尼件64套設於軸承63，後以第一外蓋332遮蓋安裝孔333。阻尼件64的一端抵頂於間隔板331c的另一面，另一端抵頂於 第一外蓋332的延伸部332，欲調整阻尼時，可藉由間隔板331c與延伸部332a共同擠壓阻尼件64，使阻尼件64兩端平均變形。
本實施例中，樞轉軸61可包括一第一部分611與一第二部份612，第一部分611連接撥鏈臂40，第二部份612可拆離地連接第一部分611，第一部份611和第二部份612以螺紋連接。樞轉軸61的第一部分611及彈性件62設於第一容室331a，樞轉軸61的第二部份612設於第二容室331b。此外，第二部份612設有徑向延伸的一凸緣612a，凸緣612a鄰近間隔板331c，當軸承63套設於樞轉軸61的第二部份612時，軸承63的一端朝向凸緣612a，另一端朝向安裝孔333。第二部份612之一端設有一受驅轉孔613(例如六角形孔)，可供工具轉動第二部份612。當第二部份612往安裝孔333之方向旋出時，凸緣612a推抵於軸承63並將軸承63往安裝孔333的方向推移，以利於取出軸承63。
第一外蓋332設有一穿孔332b，與第二部份612的受驅轉孔613對應設置，穿孔332b的孔徑大於受驅轉孔613的孔徑。工具可穿過穿孔332b插入受驅轉孔613，以轉動第二部份612，如此一來，即可在不拆卸軸承63、阻尼件64的情形下將樞轉軸61的第二部份612與第一部份611分離，方便替換損耗的彈性件62。
上述移動部30之阻尼結構並不限於本實施例的電子式後變速器，亦可應用於其它無馬達驅動的後變速器，同樣可以提供撥鏈臂40阻尼之效果。換言之，驅動組件可採用鋼索耦接連桿組件20，以帶動連桿組件20樞擺。
續參圖15至20，本實施例的後變速器100更包含一可拆卸的電池模組80，提供電力給馬達52、驅動電路板56、磁感測器58。
電池模組80設置於移動部30處，移動部30的罩殼33另設有一第二容置空間334，電池模組80設置於第二容置空間334中，電池模組80電性連接驅動電路板56，以經由驅動電路板56提供電力給馬達52。第一容置空間331與第二容置空間334分別朝向不同方向延伸，且不相連通，第二容置空間334設置於第一容置空間331之壁面的外圍。本實施例中，第二容置空間334的位置較第一容置空間331接近一地面，即第二容置空間334的位置低於第一容置空間331。較佳者，第二容置空間334的壁面與第一容置空間331的壁面之間最薄處的厚度T在5公釐以內。
罩殼33包括一殼體330與一第二外蓋335，殼體330具有第一容置空間331與第二容置空間334的至少一部分，第二外蓋335遮蓋第二容置空間334。罩殼33的外表面設有一開口336與第二容置空間334相通，本實施例的開口336設置於遠離連桿組件20處之一側壁，亦可設置於遠離撥鏈臂40處之一側壁(圖未示)而不影響本揭露之功能，第二外蓋335結合於側壁且封閉開口336。第二外蓋335設有一空間335a，空間335a構成第二容置空間334的一部分。本實施例中，電池模組80的一部份設置於殼體330之部分的第二容置空間334，而電池模組80另一部份突出於開口336並設置於第二外蓋335的空間335a中。
罩殼33具有一內側面33b(圖18參照)，內側面33b背對外側面33a且朝向撥鏈臂40，而罩殼33，第二容置空間334位於外側面33a與內側面33b之間。內側面36b與撥鏈臂40之間具有一間距L，藉此電池模組80不易與鏈條碰撞。較佳者，間距L為1公分以上。
罩殼33設有一穿線孔337(圖19參照)，穿線孔337連通第二容置空間334與外部。電池模組80包含一電池盒81、二電池82及一 電源線83。電池82位於電池盒81的一盒體81a，並以一盒蓋81b遮蓋，電池盒81設有一通孔81c連通電池盒81內部與外部，通孔81c對應穿線孔337，電池82經由電源線83傳輸電力，電源線83自通孔81c穿出並穿過穿線孔384與驅動組件50連接。實務上，電池盒81可裝設至少一個電池82。
如圖20所示，在第一連桿22的罩殼28設有一穿線孔286連通罩殼28內部，以供電源線83穿過，穿線孔286靠近移動部30的第一樞接部31。
此外，電池82可為充電電池。電池模組80更包含一線圈84與一無線充電電路85，無線充電電路85電性連接線圈84與電池82。線圈84接收外部的充電能量並轉換為電能給無線充電電路85，無線充電電路85將電能轉換為充電之電力輸出給該電池82充電。線圈84具有一接收面842用以接收外部之充電能量，且線圈84可設置於固定部10、連桿組件20、及移動部30之其中一者的罩殼28,33中且被罩殼28,33所包覆。較佳者，線圈84設置於遠離撥鏈臂40之位置的部件上，線圈84的接收面842朝向固定部10、連桿組件20、及移動部30之其中一者的一外側方向且朝向罩殼28,33，以方便無線充電器與線圈84之間能夠減少雜物的干涉並提高提供充電能量給線圈84的穩定性。
本實施例中，無線充電電路85是位於電池盒81內部，電源線83電性連接於無線充電電路85。線圈84位於電池盒81內的底部並遠離轉動組件60，且線圈84的接收面842是設於相反於電池82的外側方向(即朝向下方)，以便於在移動部30之罩殼33的下方以無線充電器(圖未示)提供充電能量給線圈84。
在一實施例中，如圖21所示，線圈84位於電池盒81內的頂部，線圈84的接收面842亦朝向移動部30上方(即為外側方向為上方)。
在一實施例中，如圖22所示，線圈84位於第二外蓋335的空間335a中，接收面842設於遠離連桿組件20的外側方向，且朝向第二外蓋335的內壁面；或如圖23所示，線圈84的接收面842朝向移動部30遠離撥鏈臂40的外側方向。
在一實施例中，如圖24所示，線圈84位於連桿組件20之罩殼28中的容槽281c中，並且接收面842朝向連桿組件20遠離撥鏈臂40的外側方向。
在一實施例中，如圖25所示，電池82、線圈84、無線充電電路85位於連桿組件20之罩殼28的容槽281c中，移動部30的罩殼33未設置第二容室。
在一實施例中，如圖26所示，類似於圖25，惟線圈84位於連桿組件20之蓋件282內部，接收面842朝向蓋件282的內壁面，亦即，接收面842朝向該連桿組件20的上方。
在一實施例中，如圖27所示，線圈84位於連桿組件20之罩殼28的底部，接收面842遠離蓋件282，亦即，接收面842朝向該連桿組件20的下方。
在一實施例中，如圖28所示，固定部10包括一罩殼12a，電池82、無線充電電路85、線圈84位於罩殼12a中，並且接收面842朝向固定部10遠離撥鏈臂40的一方向。於其它實施例中，線圈84的接收面842亦可朝向固定部10的上方、下方、或遠離連桿組件20的外側方向，容不再贅述。
總結上述，本發明之後變速器設有下列優點：
1、離合組件55(可設於第一連桿22或第二連桿24)在連桿組件20受外力撞擊時可產生離合，避免傳動齒輪組54或馬達52之輸出軸521受損。並且在移動部30受阻時，離合組件亦可產生離合，避免馬達52過熱。
2、驅動組件50設置在連桿組件20，如此可使得後變速器100整體的體積減少，改善傳統的電子式後變速器100體積過大的缺點。
3、電池模組80設置在後變速器100上，供電的距離短，可簡化電源線83的佈線。
4、採用無線充電之技術且將無線充電用的線圈84設置在後變速器100的組件上，讓後變速器100的充電電池在充電時更為便利，並且不需在電池模組80上設置充電接口，讓充電更為便利，亦可避免充電接口損耗而導致電池組件損壞。
5、阻尼件64與軸承63配合可產生阻尼效果，以減緩撥鏈臂40擺動的速度，避免鏈條跳動，而影響鏈條與鏈輪間的嚙合或產生掉鏈的情形。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
100:後變速器
10:固定部
11:連接件
12:座體
122:第一樞接部
122e:銷孔
14:第一座體
16:第二座體
20:連桿組件
22:第一連桿
28:罩殼
30:移動部
33:罩殼
40:撥鏈臂
42:臂架
44:導輪

Claims (8)

  1. 一種自行車之後變速器，包含：一固定部，連接至一車架；一連桿組件，樞接於該固定部；一移動部，樞接於該連桿組件；一撥鏈臂，連接於該移動部；一驅動組件，包含一馬達與一傳動齒輪組，該馬達包含有一輸出軸以驅動該傳動齒輪組，該傳動齒輪組耦接該連桿組件，該馬達之該輸出軸經由該傳動齒輪組帶動該連桿組件樞擺，進而帶動該移動部及該撥鏈臂移動；一充電電池，提供電力予該馬達；一線圈與一無線充電電路，其中該線圈接收外部之充電能量，且該線圈設置於該固定部、該移動部及該連桿組件之其中一者；該無線充電電路電性連接該線圈與該充電電池，該無線充電電路接收該線圈之電能為該充電電池充電；其中，該固定部、該移動部及該連桿組件之其中一者具有一罩殼，該線圈被該罩殼所包覆，且該線圈具有一接收面用以接收外部之充電能量，該接收面係朝向該罩殼。
  2. 如請求項1所述自行車之後變速器，其中該接收面朝向該固定部、該移動部及該連桿組件之其中之一者之一外側方向。
  3. 如請求項2所述自行車之後變速器，其中該線圈設置於該固定部，且該外側方向為該固定部的上方或下方。
  4. 如請求項2所述自行車之後變速器，其中該線圈設置於該固定部，且該外側方向為遠離該撥鏈臂或該連桿組件之方向。
  5. 如請求項2所述自行車之後變速器，其中該線圈設置於該移動部，且該外側方向為該移動部的上方或下方。
  6. 如請求項2所述自行車之後變速器，其中該線圈設置於該移動部，且該外側方向為遠離該撥鏈臂或遠離連桿組件之方向。
  7. 如請求項2所述自行車之後變速器，其中該線圈設置於該連桿組件，且該外側方向為該連桿組件的上方或下方。
  8. 如請求項2所述自行車之後變速器，其中該線圈設置於該連桿組件，且該該外側方向為遠離該撥鏈臂之方向。
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