TWI752777B - 自行車內變速輪轂整合電子變速裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係一種自行車內變速輪轂整合電子變速裝置，其包含一輪轂、一輪軸、一變速機構、一離合機構、一致動單元以及一傳動機構。該輪軸設於該輪轂；該變速機構位於該輪轂內且設於該輪軸；該離合機構位於該輪轂內且連接該變速機構；該致動單元位於該輪轂內且連接該離合機構；該傳動機構位於該輪轂內且連接該變速機構。藉此，可將變速機構、離合機構、致動單元與傳動機構整合於輪轂中，藉由致動單元轉動離合器進行換檔變速，除使整體機構較為簡潔之外，更可具有不受水氣及沙塵侵蝕以及易於更換輪胎之功效，且以變速機構、離合機構與傳動機構之相互配合，而達到變速效率較佳之功效。

Description

自行車內變速輪轂整合電子變速裝置

本發明係有關於一種自行車內變速輪轂整合電子變速裝置，尤指一種可達到整體機構較為簡潔、不受水氣及沙塵侵蝕、易於更換輪胎以及變速效率較佳之自行車內變速輪轂整合電子變速裝置。

一般習用之自行車變速裝置，均於內變速花鼓外另加一組電子控制器(含驅動馬達及減速齒輪)，用以帶動內變速花鼓之換檔機構以達到電子控制變速之目的。

由於習用之外接電子控制器需與內變速花鼓之換檔離合器接合以行換檔變速之目的，但電子控制器需考慮防水之設計，且為確保換檔順暢，相關零件之組裝公差要求亦較高，使得構造複雜製造成本高，且因多了外接電子控制器，於成車設計時需特別考慮車架及走線之設計，造成更換輪胎時亦較為複雜不便。

本發明之主要目的，係在於避免上述習用缺失持續存在，藉以可將變速機構、離合機構與傳動機構整合於輪轂中，除使整體機構較為簡潔之外，更可具有不受水氣及沙塵侵蝕以及易於更換輪胎之功效，且以變速機構、離合機構與傳動機構之相互配合，而達到變速效率較佳之功效。

為達上述目的，本發明係一種自行車內變速輪轂整合電子變速裝置，其包括有：一輪轂、一輪軸、一變速機構、一離合機構、一致動單元以及一傳動機構。該輪軸設於該輪轂；該變速機構位於該輪轂內且設於該輪軸；該離合機構位於該輪轂內且連接該變速機構；該傳動機構位於該輪轂內且連接該變速機構。

於上述自行車內變速輪轂整合電子變速裝置中，該輪轂之一側設有一棘輪，該輪軸之兩端延伸出該輪轂，該棘輪設於該驅動器。

於上述自行車內變速輪轂整合電子變速裝置中，該離合機構包含一離合器及一從動輪，並相互連接至一致動單元、一驅動器、一驅動齒輪，並該從動輪設於該離合器。

於上述自行車內變速輪轂整合電子變速裝置中，該致動單元為一步進馬達，該步進馬達具有一驅動齒輪。

於上述自行車內變速輪轂整合電子變速裝置中，該致動單元具有一定子及一轉子，該轉子設於該離合器外側，該定子位於該轉子外側。

於上述自行車內變速輪轂整合電子變速裝置中，該傳動機構包含有一第一傳動模組及一第二傳動模組，該第一傳動模組連接該變速機構，該第二傳動模組位於該第一傳動模組之一側，且該第二傳動模組連接該變速機構。

於上述自行車內變速輪轂整合電子變速裝置中，該第一傳動模組具有一第一架體、一第一太陽齒輪及一第一行星齒輪組，該第一太陽齒輪連接該變速機構，該第一行星齒輪組設於該第一架體且與該第一太陽齒輪嚙合。

於上述自行車內變速輪轂整合電子變速裝置中，該第二傳動模組具有一第二架體、一第二太陽齒輪及一第二行星齒輪組，該第二太陽齒輪連接該變速機構，該第二行星齒輪組設於該第二架體且與該第二太陽齒輪嚙合。

1:輪轂

11:棘輪

2:輪軸

3:變速機構

4:離合機構

41:致動單元

411:定子

412:轉子

42:驅動器

43:離合器

44:從動輪

45:驅動齒輪

5:傳動機構

51:第一傳動模組

511:第一架體

512:第一太陽齒輪

513:第一行星齒輪組

52:第二傳動模組

521:第二架體

522:第二太陽齒輪

523:第二行星齒輪組

第1圖，係本發明第一實施例之外觀示意圖。

第2圖，係本發明第一實施例之元件分解示意圖。

第3圖，係本發明第一實施例之剖面構造示意圖。

第4圖，係本發明第一實施例之剖面狀態示意圖。

第5圖，係本發明第二實施例之外觀示意圖。

第6圖，係本發明第二實施例之元件分解示意圖。

第7圖，係本發明第二實施例之剖面構造示意圖。

請參閱第1圖至第4圖所示，係分別為本發明的第一實施例之外觀示意圖、元件分解圖、剖面構造示意圖及剖面狀態示意圖。如圖所示：本發明係一種自行車內變速輪轂整合電子變速裝置，其包括有一輪轂1、一輪軸2、一變速機構3、一離合機構4、一致動單元41以及一傳動機構5。

該輪軸2設於該輪轂1，而該輪軸2為自行車輪體之固定軸，且該輪轂1之一側設有一棘輪11，該輪軸2之兩端延伸出該輪轂1，該棘輪11設於該驅動器42，並使自行車之鏈條繞設置於該棘輪11。

該變速機構3位於該輪轂1內且設於該輪軸2。

該離合機構4位於該輪轂1內且連接該變速機構3。

該傳動機構5位於該輪轂1內且連接該變速機構3。

當本發明之自行車內變速輪轂整合電子變速裝置於使用時，可由該致動單元41驅動該離合機構4旋轉至預定位置，使該變速機構3依該離合機構4之旋轉位置不同，而分別(或同時)與該傳動機構5接合或脫離，以改變該傳動機構5之轉速比，而不同轉速比之組合變化即可達到變速之目的。如此，可將該變速機構3、該離合機構4、該致動單元41與該傳動機構5整合於該輪轂1中，除使整體機構較為簡潔之外，更可具有不受水氣及沙塵侵蝕以及易於更換輪胎之功效，且以該變速機構3、該離合機構4與該傳動機構5之相互配合，而達到變速效率較佳之功效。

於本發明之第一實施例中，該離合機構4包含有一離合器43及一從動輪44，相互連接至一致動單元41、一驅動器42，並該從動輪44設於該離合器43，該驅動齒輪45設於該致動單元41，其中，該致動單元41為一步進馬達。

於本發明之第一實施例中，該傳動機構5包含有一第一傳動模組51及一第二傳動模組52，該第一傳動模組51連接該變速機構3，該第二傳動模組52位於該第一傳動模組51之一側，且該第二傳動模組52連接該變速機構3。

於本發明之第一實施例中，該第一傳動模組51具有一第一架體511、一第一太陽齒輪512及一第一行星齒輪組513，該第一太陽齒輪512連接該變速機構3，該第一行星齒輪組513設於該第一架體511且與該第一太陽齒輪512嚙合。另外，該第二傳動模組52具有一第二架體521、一第二太陽 齒輪522及一第二行星齒輪組523，該第二太陽齒輪522連接該變速機構3，該第二行星齒輪組523設於該第二架體521且與該第二太陽齒輪522嚙合。

進而使其動力傳遞為自行車之鍊條(未圖示)帶動該棘輪11，由該棘輪11連動該驅動器42，以該驅動器42輸入動力帶動該第一傳動模組51及該第二傳動模組52，進而帶動輪轂1轉動前進。該致動單元41之步進馬達依控制系統要求之角度，以該驅動齒輪45轉動該從動輪44，而將該離合器43旋轉至預定位置，該變速機構3依該離合器43之旋轉位置不同，使其內部之機構(例如：勾爪)可依控制系統要求，分別(或同時)與該第一傳動模組51之第一太陽齒輪512或該第二傳動模組52之第二太陽齒輪522接合或脫離，當接合時該第一太陽齒輪512不隨該第一行星齒輪組513轉動(或第二太陽齒輪522不隨該第二行星齒輪組523轉動)，當脫離時該第一太陽齒輪512隨該第一行星齒輪組513轉動(或第二太陽齒輪522隨該第二行星齒輪組523轉動)即可產生不同的轉速比，藉以改變該第一傳動模組51之轉速比，或改變該第二傳動模組52之轉速比，以利用不同轉速比之組合變化讓該變速機構3達到變速之目的。如此，可將該變速機構3、該離合機構4、該致動單元41與該傳動機構5整合於該輪轂1中，藉由致動單元41轉動離合器43進行換檔變速，除使整體機構較為簡潔之外，更可具有不受水氣及沙塵侵蝕以及易於更換輪胎之功效，且以該變速機構3、該離合機構4與該傳動機構5之相互配合，而達到變速效率較佳之功效。

請參閱第5圖、第6圖及第7圖所示，係分別為本發明的第二實施例之外觀示意圖、元件分解示意圖及剖面構造示意圖。於本發明之第二實施例中，該致動單元41具有一定子411及一轉子412，該轉子412設於該 離合器43外側，該定子411位於轉子412外側。當欲變速時，係藉由提供該定子411的線圈產生預定之脈波電流，使該轉子412旋轉，以驅動帶動該離合器43轉動，進而帶動該離合器43依控制系統要求之角度旋轉至預定位置，讓該變速機構3依該離合器43之旋轉位置不同，使其內部之機構(例如：勾爪)可依控制系統要求，分別(或同時)與該第一傳動模組51之第一太陽齒輪512或該第二傳動模組52之第二太陽齒輪522接合或脫離，當接合時該第一太陽齒輪512不隨該第一行星齒輪組513轉動(或第二太陽齒輪522不隨該第二行星齒輪組523轉動)，當脫離時該第一太陽齒輪512隨該第一行星齒輪組513轉動(或第二太陽齒輪522隨該第二行星齒輪組523轉動)即可產生不同的轉速比，藉以改變該第一傳動模組51之轉速比，或改變該第二傳動模組52之轉速比，以利用不同轉速比之組合變化達到變速之目的。如此，可將該變速機構3、該離合機構4、該致動單元41與該傳動機構5整合於該輪轂1中，藉由致動單元41轉動離合器43進行換檔變速，除使整體機構較為簡潔之外，更可具有不受水氣及沙塵侵蝕以及易於更換輪胎之功效，且以該變速機構3、該離合機構4與該傳動機構5之相互配合，而達到變速效率較佳之功效。

綜上所述，本發明之自行車內變速輪轂整合電子變速裝置確實有效改進習用技術之缺失，可將變速機構、離合機構、致動單元與傳動機構整合於輪轂中，藉由致動單元轉動離合器進行換檔變速，除使整體機構較為簡潔之外，更可具有不受水氣及沙塵侵蝕以及易於更換輪胎之功效，且以變速機構、離合機構與傳動機構之相互配合，而達到變速效率較佳之功效；而使本發明具有更進步、實用且符合使用者需求之功效，理已具備專利申請之基本要件，爰依法提出發明申請。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不得以此限定本發明實施之技術範圍，因此凡參照本發明申請專利範圍與說明書內容所作之簡單等效變化與修飾，皆應仍屬本發明日後取得專利所涵蓋之權利範圍內，特此一併陳明。

1:輪轂

11:棘輪

2:輪軸

3:變速機構

4:離合機構

41:致動單元

42:驅動器

43:離合器

44:從動輪

45:驅動齒輪

5:傳動機構

51:第一傳動模組

511:第一架體

512:第一太陽齒輪

513:第一行星齒輪組

52:第二傳動模組

521:第二架體

522:第二太陽齒輪

523:第二行星齒輪組

Claims (5)

1. 一種自行車內變速輪轂整合電子變速裝置，其中包括：一輪轂；一輪軸，其設於該輪轂；一變速機構，其位於該輪轂內且設於該輪軸；一離合機構，其位於該輪轂內且連接該變速機構；一致動單元，其位於該輪轂內且連接該離合機構；以及一傳動機構，其位於該輪轂內且連接該變速機構；其中該離合機構包含有一離合器及一從動輪，其相互連接至該致動單元、一驅動器，該從動輪設於該離合器；該致動單元為一步進馬達，該步進馬達具有一驅動齒輪，與該離合機構的從動輪嚙合。
2. 依申請專利範圍第1項所述之自行車內變速輪轂整合電子變速裝置，其中，該輪轂之一側設有一棘輪，該輪軸之兩端延伸出該輪轂，該棘輪設於該驅動器。
3. 依申請專利範圍第1項所述之自行車內變速輪轂整合電子變速裝置，其中，該傳動機構包含有一第一傳動模組及一第二傳動模組，該第一傳動模組連接該變速機構，該第二傳動模組位於該第一傳動模組之一側，且該第二傳動模組連接該變速機構。
4. 依申請專利範圍第3項所述之自行車內變速輪轂整合電子變速裝置，其中，該第一傳動模組具有一第一架體、一第一太陽齒輪及一第一行星齒輪組，該第一太陽齒輪連接該變速機構，該第一行星齒輪組設於該第一架體且與該第一太陽齒輪嚙合。
5. 依申請專利範圍第3項所述之自行車內變速輪轂整合電子變速裝置，其中，該第二傳動模組具有一第二架體、一第二太陽齒輪及一第二行星齒 輪組，該第二太陽齒輪連接該變速機構，該第二行星齒輪組設於該第二架體且與該第二太陽齒輪嚙合。

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