TWI729744B

TWI729744B - 電子後撥鏈器

Info

Publication number: TWI729744B
Application number: TW109109840A
Authority: TW
Inventors: 邱龍斐
Original assignee: 天心工業股份有限公司
Priority date: 2020-03-24
Filing date: 2020-03-24
Publication date: 2021-06-01
Also published as: TW202136117A

Abstract

本發明之電子後撥鏈器包括有本體部，設主傳動齒輪與第一被動齒輪及第二被動齒輪嚙合，支撐架，設置於本體部並供主傳動齒輪及第一、第二被動齒輪設置定位，驅動單元，藉傳動組件帶動主傳動齒輪轉動，及定位系統，包含：主機板、處理單元與位置感測器設在主機板、定位軸對應位置感測器設磁場產生單元，並藉由處理單元接收位置感測器發送之定位資訊。當主傳動齒輪與第一、第二被動齒輪因磨耗產生鬆動時，藉位置感測器偵測角位置變化進行參數校正以回復正常變速定位之變速功能。

Description

電子後撥鏈器

本發明係涉及自行車的電動後撥鏈器，特別涉及一種具有定位功能的電子後撥鏈器。

習知我國專利號TW I518001電動後導鏈器，包括：固定部、驅動元件、傳動單元、連動單元及撥鏈部。固定部具有第一關節與固定端，固定端與後車架連接，第一關節與連動單元連接，第一關節與連動單元連接處具有一第一凹坑。驅動元件係驅動主動輪旋轉，傳動單元具有傳動軸及一傳動塊，傳動軸設有被動輪及螺紋段，主動輪帶動一惰輪再傳動一被動輪，傳動塊設一螺孔及具有複數嵌合齒的傳動部，傳動塊以其螺孔螺合於螺紋段，可於傳動軸移動。

連動單元包含本體部、轉輪及一齒輪組，本體部具有第一端、第二端、心軸、容設空間及一蓋板，第一端樞接於第一關節並以第一關節旋轉，齒輪組設於本體部，轉輪與傳動部嚙合，轉輪穿在心軸，轉輪一側設一套環，套環外周設一凸鍵。

撥鏈部，具有第二關節並樞接於本體部的第二端，得以本體部旋轉，第二關節與第二端結合處具有第二凹坑。撥鏈部連接一導鏈臂，導鏈臂設有供鏈條掛設的導輪，本體部與導鏈部之間具有間距供鏈條穿過。齒輪組包含設於容設空間的一主傳動齒輪及一第一齒輪、一第二齒輪，主傳動齒輪位於第一、第二齒輪之間並相嚙合，使主傳動齒輪同時傳動第一、第二齒輪，主傳動齒輪面對蓋板方向設主傳動齒輪凸緣，主傳動齒輪凸緣穿設於一主傳動軸承的中心，主傳動齒輪設中心孔，中心孔的孔壁設槽，轉輪外側的凸鍵與槽嵌合。

第一齒輪中心設非圓形的第一軸孔供第一轉軸樞接，第一轉軸具有與第一軸孔同形狀的一端，使第一齒輪可帶動第一轉軸旋轉。支撐架與第一轉軸之間設第一軸承，第二齒輪中心設第二軸孔供設第二轉軸樞設，第二轉軸具有與第一軸孔同形狀的一端，第二轉軸樞設一第二軸承，第二軸承設於第二轉軸與支撐架之間，第二轉軸穿設第二齒輪，使第二齒輪帶動第二轉軸旋轉。

蓋板藉數連接元件穿過支撐架與本體部螺合，蓋板設貫孔供傳動軸穿設，驅動元件、主動輪裝在蓋板上。

驅動元件啟動後可帶動主動輪旋轉，主動輪藉惰輪帶動被動輪旋轉，被動輪再驅動傳動軸旋轉，傳動軸的螺紋段與傳動塊的螺孔螺合使傳動塊可沿傳動軸位移，並藉傳動塊的傳動部與轉輪的齒部嵌合以驅動轉輪以心軸轉動，轉輪可帶動主傳動齒輪旋轉，主傳動齒輪再帶動第一齒輪、第二齒輪旋轉，因第一齒輪的第一凸緣與本體部的第一凹坑配合，第二齒輪的第二凸緣與第二凹坑配合，藉此主傳動齒輪可同時帶動第一、第二齒輪共同驅動本體部以固定部為軸旋轉，令撥鏈部帶動導鏈臂位移，使裝設在導鏈臂上的導輪可位移，如此掛設在導輪並穿在間距的鏈條可移動，使鏈條掛設在自行車後鏈盤的一目標鏈盤，達成變速目的。

然而當電動後導鏈器使用一段時間，主傳動齒輪與第一齒輪、第二齒輪間產生磨耗鬆動時，將導致本體部與固定部及導鏈部之傳動失去精準度，造成變速發生故障之缺撼。

爰此，本發明的主要目的，係在撥鏈器的內部設有一主機板以裝設一位置感測器，並有一定位軸可隨著第一被動齒輪旋轉，該定位軸面對位置感測器設有一磁場產生單元，當主傳動齒輪與第一、第二被動齒輪因磨耗發生鬆動，可藉該位置感測器偵測角位置變化進行控制器內的參數校正以回復正常變速定位，達到正常撥鏈變速功能。

為達上述目的，本發明揭露一種電子後撥鏈器，包括：一本體部、一支撐架、一驅動單元、一固定部、一導鏈部及一定位系統。該本體部設一主傳動齒輪與一第一被動齒輪及一第二被動齒輪嚙合；該支撐架設置於該本體部並供該主傳動齒輪及該第一、第二被動齒輪設置定位，該支撐架設一第一支撐孔；該驅動單元藉一傳動組件帶動該主傳動齒輪轉動；該固定部係固定在自行車的一後車架並具有一第一連接部與該第一被動齒輪連接，以使該第一連接部可活動地連接於該本體部的第一端；該導鏈部其具有一第二連接部與該第二被動齒輪連接，使該導鏈部可活動地連接於該本體部的第二端，該導鏈部設有至少一導輪，該導輪供自行車的一鏈條掛設；該定位系統包含：一主機板、一處理單元與一位置感測器分別設在該主機板、一定位軸設在該支撐架的第一支撐孔並與該第一被動齒輪連接，該定位軸對應該位置感測器設置一磁場產生單元，並藉由該處理單元接收該位置感測器發送之定位資訊。

其中，該第一被動齒輪面對該支撐架的方向設有一第一凹陷，該第一被動齒輪的中心設一第一軸孔，該定位軸設有一凸部與該第一凹陷組配，該凸部朝向該第一軸孔方向延伸一凸柱，該凸柱與該第一被動齒輪的第一軸孔組配。

其中，該定位軸設有一容設空間，該磁場產生單元設置在該容設空間。

其中，該定位軸藉一第一軸承裝設在該支撐架的第一支撐孔。

其中，該驅動單元設置有一控制模組，以控制該驅動單元驅動之圈數及轉速，該控制模組與該處理單元電性連接。

其中，該主機板更包含有一記憶單元與該處理單元電性連接，該記憶單元存有一對照表，該對照表設置有該定位資訊與該電子後撥鏈器位置的對照資訊，該處理單元取得該定位資訊後存取該對照表以取得該電子後撥鏈器的位置，並對該控制模組進行校正。

其中，該位置感測器為一霍爾效應傳感器，且該磁場產生單元面對該位置感測器的一面具有N、S極。

其中，該定位軸為一螺栓，該凸柱具有一外螺紋，該第一軸孔設有一內螺紋以供該凸柱螺合，並使該定位軸得以隨該第一被動齒輪旋轉。

其中，該位置感測器與該驅動單元分別設置於該主機板之相反兩側面。

其中，該位置感測器與該磁場產生單元並無實質接觸。

藉此結構，當後撥鏈器使用相當時間，造成主傳動齒輪與第一被動齒輪、第二被動齒輪發生鬆動，致使傳動失去精準度，使得與第一被動齒輪一起轉動的定位軸也失去正常旋轉效能，進而使設置在定位軸的容設空間內之磁場產生單元不能在精確角位置旋轉，此時可藉由主機板上的位置感測器的偵測，將偵測到磁場產生單元的角位置訊號回傳控制模組，以進行校正，令位置感測器偵測角位置變化進行控制器內的參數校正以回復正常變數定位，達到正常撥鏈變速功能。

100:後車架

10:本體部

101:第一端

102:第二端

103:凹室

104:第一凹孔

105:第二凹孔

106:心軸

107:接合面

108:螺孔

109:第一凸部

110:第二凸部

11:第一被動齒輪

111:第一套接部

112:第一軸孔

113:第一凹陷

12:第二被動齒輪

121:第二套接部

122:第二軸孔

123:第二凹陷

13:主傳動齒輪

14:支撐架

141:第一支撐孔

142:第二支撐孔

143:穿孔

15:蓋板

151:連接件

16:定位系統

161:主機板

162:位置感測器

163:定位軸

164:磁場產生單元

165:第一軸承

166:凸部

167:凸柱

168:容設空間

169:通孔

17:處理單元

18:記憶單元

20:驅動單元

21:心軸

22:主動輪

23:控制模組

30:傳動組件

31:蝸桿

32:被動輪

33:蝸輪

34:第一齒輪

341:軸心

35:第二齒輪

36:第三齒輪

37:第四齒輪

371:凸緣

38:第五齒輪

39:第二軸承

40:齒輪箱

41:殼座

411:第一孔

412:第二孔

413:第三孔

414:環槽

415:螺孔

42:軸管

43:內部空間

50:固定部

51:第一連接部

52:第一容置槽

53:第一組配孔

54:第一軸柱

60:導鏈部

61:第二連接部

62:導鏈臂

63:導輪

64:第二容置槽

65:第二組配孔

66:第二軸柱

圖1為本發明實施例組合在自行車之後車架的示意圖。

圖2為本發明實施例組合的外觀圖。

圖3為本發明實施例的分解立體圖一。

圖4為本發明實施例的分解立體圖二。

圖5為本發明實施例的部分組合示意。

圖6為本發明實施例的部分組合圖。

圖7為本發明實施例的方塊圖。

茲有關本發明之詳細內容及技術說明，現以實施例來進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。

請參閱圖1~圖6，本發明揭露一種電子後撥鏈器，係用於撥動自行車的一鏈條，使切換鏈條與數個鏈輪中的一個目標鏈輪嚙合(圖未示)，達到換擋目的，包括：一本體部10、一支撐架14、一蓋板15、一定位系統16、一驅動單元20、一傳動組件30、一齒輪箱40、一固定部50及一導鏈部60。

本體部10，分別活動連接固定部50與導鏈部60，為長形殼體具有不同方向的一第一端101及一第二端102，本體部10相反於固定部50方向具有一接合面107，接合面107向內設長形的一凹室103，凹室103兩端各設有一第一凹孔104、一第二凹孔105及一心軸106位於第一、第二凹孔104、105之間，第一凹孔104供扇形的一第一被動齒輪11的軸心組配，第一被動齒輪11設有非圓形的一第一套接部111，於本實施例中，該第一套接部111為四方柱，第一被動齒輪11中心設一第一軸孔112，第一軸孔112設一內螺紋，且面對蓋板15方向設一第一凹陷113。第二凹孔105供扇形的一第二被動齒輪12的軸心組配，第二被動齒輪12設非圓形的一第二套接部121，於本實施例中，該第二套接部121為四方柱，第二被動齒輪12中心設一第二軸孔122，且面對蓋板15方向設一第二凹陷123。心軸106樞接有一主傳動齒輪13，主傳動齒輪13與第一被動齒輪11及第二被動齒輪12嚙合，因此主傳動齒輪13可同時帶動第一被動齒輪11與第二被動齒輪12旋轉，接合面107設複數螺孔108，本體部10相反於凹室103方向設有圓形的一第一凸部109及一第二凸部110。

支撐架14，為一片體設置於本體部10，其外形與本體部10之接合面107輪廓外形相似，設置在接合面107並供第一、第二被動齒輪11、12及主傳動齒輪13設置於其上，支撐架14面對第一、第二被動齒輪11、12設一第一支撐孔141及一第二支撐孔142，第一支撐孔141與第二支撐孔142之間設一穿孔143，心軸106穿設在支撐架14之穿孔143。

蓋板15與本體部10相面對封住驅動單元20、齒輪箱40與支撐架14，並藉複數連接件151如螺絲穿過蓋板15、支撐架14並與本體部10的螺孔108螺接。

請再一併參閱圖3、圖4及圖7，定位系統16包含：一主機板161、一位置感測器162設在主機板161上、一定位軸163、一磁場產生單元164設置在定位軸163、一處理單元17及一記憶單元18與處理單元17電性連接，位置感測器162為一霍爾效應傳感器，定位軸163藉一第一軸承165裝設在支撐架14的第一支撐孔141，定位軸163面向本體部14方向設有一凸部166，凸部166外側延伸一凸柱167，該凸柱167具有一外螺紋與第一軸孔112的內螺紋螺合，凸部166與第一被動齒輪11的第一凹陷113配合，使該定位軸163得以隨該第一被動齒輪11旋轉，進而使磁場產生單元164與定位軸163一起旋轉，定位軸163面向蓋板15方向設有圓形的一容設空間168，容設空間168設置磁場產生單元164如一磁鐵，磁場產生單元164面對位置感測器162的一面具有N、S極，主機板161界於支撐架14與蓋板15之間，位置感測器162與磁場產生單元164相面對，主機板161設有數通孔169，該些連接件151並穿過主機板161的通孔169再與本體部10的螺孔108螺合。

驅動單元20，於本實施例中，該驅動單元20係為一電動馬達，驅動單元20的心軸21樞接一主動輪22，主動輪22為一齒輪，主動輪22藉傳動組件30驅動主傳動齒輪13旋轉，傳動組件30係為一減速齒輪組。驅動單元20並設置一控制模組23，以控制該驅動單元20驅動之圈數及轉速，該控制模組23與該處理單元17電性連接，該記憶單元18存有一對照表，該對照表設置有該定位資訊與該電子後撥鏈器位置的對照資訊，該處理單元 17取得該定位資訊後存取該對照表以取得該電子後撥鏈器的位置，並對該控制模組23進行校正。

傳動組件30，係組裝在齒輪箱40與一殼座41上，殼座41設置在支撐架14面向蓋板15的一面，齒輪箱40設有一軸管42及面向本體部10方向的一內部空間43，且內部空間43與軸管42相通，殼座41設一第一孔411、第二孔412及一第三孔413，傳動組件30，包含：設置在齒輪箱40之軸管42的一蝸桿31、一被動輪32位於蝸桿31的一端，被動輪32與主動輪22嚙合，可帶動被動輪32旋轉並使蝸桿31旋轉，蝸桿31與一蝸輪33組配而帶動蝸輪33旋轉，蝸輪33係樞接在一第一齒輪34的軸心341上，而帶動第一齒輪34旋轉，第一齒輪34與一第二齒輪35嚙合而帶動第二齒輪35旋轉，第二齒輪35與一第三齒輪36同軸心可帶動第三齒輪36旋轉，第三齒輪36與一第四齒輪37嚙合而帶動第四齒輪37旋轉，第四齒輪37係套在一第五齒輪38的軸心上，使第五齒輪38與第四齒輪37一起旋轉，第四齒輪37面對第五齒輪38的方向設一凸緣371，凸緣371外周套接一第二軸承39，第二軸承39界於殼座41的第三孔413與第四齒輪37的凸緣371，使第四齒輪37設置在殼座41上，第五齒輪38的軸心穿過支撐架14使第五齒輪38與主傳動齒輪13嚙合，而帶動主傳動齒輪13旋轉，殼座41的第二孔412供第三齒輪36的軸心穿設，第三齒輪36並位於殼座41的一環槽414，環槽414位於第二孔412面向該齒輪箱40的一側方，第三齒輪36的軸心穿過第二孔412，殼座41的第一孔411係供第一齒輪34的軸心341穿設。其中，第一齒輪34的齒數少於第二齒輪35的齒數，第三齒輪36的齒數少於第四齒輪37的齒數，第五齒輪38的齒數少於主傳動齒輪13的齒數，且蝸桿31帶動蝸輪33旋轉係為減速傳動，因此傳動組件30係為減速齒輪組，並設置在齒輪箱40的內部空間43，又齒輪箱40設一螺孔415，其中位於蓋板15右側的一連接件151係穿過蓋板15再與齒輪箱40的螺孔415螺合。

固定部50，為圓筒形，其一端與自行車的後車架100連接，固定部50的第二端藉一第一連接部51與本體部10連接，第一連接部51面向本體部10方向設一第一容置槽52，第一容置槽52與本體部10的第一凸部109配合，第一容置槽52的內部設有非圓形的一第一組配孔53，第一組配孔53與本體部10的第一凹孔104相通，於本實施例中，第一組配孔53為四方形孔，第一組配孔53的中心設有一第一軸柱54，第一軸柱54與第一被動齒輪11的第一軸孔114配合，第一被動齒輪11的第一套接部111與第一組配孔53組合。

導鏈部60，係用以引導自行車的一鏈條，設在本體部10的第二端102，包含：一第二連接部61與本體部10連接、一導鏈臂62連接第二連接部61，導鏈部60設有供該鏈條掛設的至少一導輪63，第二連接部61面對本體部10方向設一第二容置槽64，第二容置槽64與本體部10的第二凸部110配合，第二容置槽64的內部設有非圓形的一第二組配孔65，第二組配孔65與本體部10的第二凹孔105相通，於本實施例中，第二組配孔65為四方形孔，第二組配孔65的中心穿設一第二軸柱66，第二軸柱66與第二被動齒輪12的第二軸孔122配合，第二被動齒輪12的第二套接部121與第二組配孔65組合。

藉上述結構，啟動驅動單元20的心軸21樞接一主動輪22，主動輪22藉傳動組件30驅動主傳動齒輪13旋轉，主傳動齒輪13與第一、第二被動齒輪11、12嚙合，因此可同時帶動第一、第二被動齒輪11、12旋轉，而第一、第二被動齒輪11、12的軸心分別套接在本體部10的第一凹孔104與第二凹孔105，第一被動齒輪11的第一套接部111與第一連接部51的第一組配孔53配合，可驅動第一連接部51旋轉，第二被動齒輪12的第二套接部121與第二連接部61的第二組配孔65配合，可驅動第二連接部61旋轉，使固定部50、導鏈部60可活動地連接在本體部10，進而使裝設在導鏈部60上的導輪63可隨導鏈部60而移動，令掛設在導輪63的鏈條亦可隨之移動，使切換鏈條與數個鏈輪中的一個目標鏈輪嚙合，達到換擋目的。

本發明主要是支撐架14上設有定位軸163，定位軸163可隨第一被動齒輪11旋轉，於定位軸163的容設空間168設磁場產生單元164，磁場產生單元164具有N極及S極，並且在支撐架14與蓋板15之間的主機板161其面對磁場產生單元64方向設有位置感測器162，使位置感測器162對磁場產生單元164進行角位置的偵測，並將偵測的訊號回傳予控制模組以進行校正，如此當後撥鏈器使用相當時間，造成主傳動齒輪13與第一被動齒輪11、第二被動齒輪12之間發生鬆動，致使傳動失去精準度，進而使設置在定位軸163的容設空間168內之磁場產生單元164不能在精確角位置旋轉，此時可藉由主機板161上的位置感測器162的偵測，將偵測到磁場產生單元164的角位置訊號回傳控制模組，以進行校正，令位置感測器162偵測角位置變化進行控制器內的參數校正以回復正常變數定位，達到正常撥鏈變速功能。

惟以上該者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。