TWI763313B - 適用於自行車的軸傳動裝置 - Google Patents

Abstract

一種適用於自行車的軸傳動裝置，該自行車包括一車架、一踏桿組，及一後輪，該軸傳動裝置包含一輸入單元，及一換檔單元。該輸入單元包括一輸入管。該換檔單元包括一推頂件、複數卡抵件、複數輸入齒輪，及複數分別嚙合該等輸入齒輪並適用於連動該後輪的輸出齒輪。每一輸入齒輪可在一連動狀態及一空轉狀態間變換，於該連動狀態，該推頂件推抵該等卡抵件卡抵於其中一輸入齒輪，使得動力經該輸入管、該其中一輸入齒輪、嚙合之該輸出齒輪傳遞到該後輪，於該空轉狀態，該等卡抵件不抵靠於該輸入齒輪。該軸傳動裝置可適用於一般規格的該車架及該後輪，達到提高傳動效率且便於改裝的功效。

Description

適用於自行車的軸傳動裝置

本發明是有關於一種傳動裝置，特別是指一種適用於自行車的軸傳動裝置。

一般現有的腳踏車，是使用鏈條將踩踏的動力傳遞到腳踏車的後輪，以驅動腳踏車前進。換檔時，利用外力撥動鏈條，使其在設置於後輪的多個齒數相異的鏈輪間切換，藉由咬合於不同齒數比的鏈輪達到換檔的功效。

或者，也有以一個鏈輪連接後輪，藉由鏈條傳遞動力到後輪，再以設置於花轂內的行星齒輪組進行換檔的機構，即俗稱的內變速系統。

然而，為了能夠順暢地在不同尺寸及齒數的鏈輪間切換，該鏈條必需要製作的較為寬鬆，因此容易發生鏈條脫落的間題，且由於該鏈條與該等鏈輪之間是以滑動摩擦的方式接觸，動力會因為摩擦而減損，在傳動效率方面，還有待改善的空間。

而內變速系統，雖可一定程度的提升傳動效率，然而由 於必須容納多個齒輪，因此造成花轂的尺寸較大，而必須搭配使用輻條長度不同的後輪，造成改裝不便的問題。

因此，本發明之目的，即在提供一種提高傳動效率且便於改裝的適用於自行車的軸傳動裝置。

於是，本發明適用於自行車的軸傳動裝置，該自行車包括一車架、一踏桿組、一換檔線，及一可轉動地設置於該車架的後輪，該軸傳動裝置包含一基座單元、一輸入單元，及一換檔單元。

該基座單元設置於該車架。

該輸入單元包括一沿一第一軸線的延伸方向延伸且樞設於該基座單元的輸入管，該輸入管形成一沿該第一軸線延伸的換檔通道，及複數沿該第一軸線的延伸方向間隔形成於該輸入管且連通該換檔通道的通孔組，該輸入管用以受該踏桿組驅動而以該第一軸線為軸心旋轉。

該換檔單元包括一設置於該換檔通道且適用於連接該換檔線的推頂件、複數可移動地設置於該等通孔組的卡抵件、複數沿該第一軸線延伸方向排列並分別對應該等通孔組設置的輸入齒輪，及複數分別嚙合該等輸入齒輪並適用於連動該後輪的輸出齒輪。

該推頂件具有一推頂塊，並受該換檔線連動而使該推頂 塊在該換檔通道內移動，每一組嚙合之該輸入齒輪與該輸出齒輪的齒數比相異，每一輸入齒輪具有一沿該第一軸線貫穿且供該輸入管穿設的多邊形孔，且可在一連動狀態及一空轉狀態間變換，於該推頂件受該換檔線連動而位於其中一該輸入齒輪的該多邊形孔內時，該其中一輸入齒輪成該連動狀態，其他該輸入齒輪成該空轉狀態，於該連動狀態，該推頂塊推抵對應的該等卡抵件卡抵於該其中一輸入齒輪內周面，使該其中一輸入齒輪與該輸入管同步轉動，使得該踏桿組之驅動動力經該輸入管、該其中一輸入齒輪、嚙合之該輸出齒輪傳遞到該後輪，於該空轉狀態，該等卡抵件未受推抵而不抵靠於對應之該輸入齒輪的內周面。

本發明之功效在於：藉由齒輪及連桿的傳動方式，取代傳統的鏈條傳動方式，並藉由設置於該車架的該基座單元及該換檔單元，而可適用於一般規格的該車架及該後輪，達到提高傳動效率且便於改裝的功效。

2:基座單元

21:殼體

211:換檔空間

212:環形槽

22:蓋體

221:環形槽

3:輸入單元

31:輸入管

311:大孔徑段

312:小孔徑段

313:肩部

314:換檔通道

315:通孔組

316:通孔

32:踏桿齒輪

33:前連動齒輪

34:電力驅動組

4:換檔單元

41:推頂件

411:推頂塊

42:卡抵件

43:輸入齒輪

431:多邊形孔

432:環形槽

44:輸出齒輪

45:抵止件

46:回彈件

47:支撐環

5:輸出單元

51:輸出桿

52:萬向接頭

53:轉接桿

54:後連動齒輪

55:後齒輪

6:車架

7:踏桿組

8:換檔線

9:後輪

L1:第一軸線

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一立體圖，說明本發明適用於自行車的軸傳動裝置的一個實施例設置於一車架； 圖2是一類似於圖1的立體圖，但從另一個角度觀看；圖3是該實施例的一俯視圖；圖4是該實施例的一局部分解立體圖；圖5是沿著圖3中之線V-V所截取的剖視圖；及圖6是沿著圖3中之線Ⅵ-Ⅵ所截取的剖視圖。

參閱圖1、圖2、圖3，本發明適用於自行車的軸傳動裝置的實施例，適用於該自行車包括一車架6、一踏桿組7、一換檔線8，及一可轉動地設置於該車架6的後輪9，該軸傳動裝置包含一基座單元2、一輸入單元3、一換檔單元4，及一輸出單元5。

參閱圖1、圖4、圖5，該基座單元2設置於該車架6，並包括一殼體21，及一與該殼體21配合界定出一供該換檔單元4設置之換檔空間211的蓋體22。該殼體21具有一朝向該換檔空間211的環形槽212，該蓋體22具有一朝向該換檔空間211的環形槽221。要說明的是，於本實施例中，該基座單元2是直接銲接於該車架6下方，於其他實施態樣中，可依組裝需求裝設於該車架6的其他位置，並不以此為限。

該輸入單元3包括一沿一第一軸線L1的延伸方向延伸且樞設於該蓋體22及該殼體21的輸入管31、一與該踏桿組7連動的踏 桿齒輪32、一連接該輸入管31的一端且嚙合該踏桿齒輪32的前連動齒輪33，及一連接該輸出單元5並可驅動該輸出單元5的電力驅動組34。該輸入管31用以受該踏桿組7驅動而以該第一軸線L1為軸心旋轉，並具有一連接該前連動齒輪33的大孔徑段311、一孔徑小於該大孔徑段311的小孔徑段312，及一連接該大孔徑段311與該小孔徑段312的肩部313。該小孔徑段312形成一沿該第一軸線L1延伸的換檔通道314，及複數沿該第一軸線L1的延伸方向間隔形成於該輸入管31且連通該換檔通道314的通孔組315。每一通孔組315具有複數圍繞該第一軸線L1間隔貫穿該輸入管31且連通該換檔通道314的通孔316。

參閱圖1、圖5、圖6，該換檔單元4包括一設置於該換檔通道314且適用於連接該換檔線8的推頂件41、複數可移動地設置於該等通孔組315的卡抵件42、複數沿該第一軸線L1延伸方向排列並分別對應該等通孔組315設置的輸入齒輪43、複數分別嚙合該等輸入齒輪43並適用於連動該後輪9的輸出齒輪44、一連接該推頂件41且位於該大孔徑段311內的抵止件45、一設置於該抵止件45與該肩部313間的回彈件46，及複數支撐環47。每一組嚙合之該輸入齒輪43與該輸出齒輪44的齒數比相異，每一輸入齒輪43可在一連動狀態及一空轉狀態間變換。該推頂件41具有一推頂塊411，並受該換檔線8連動而使該推頂塊411在該換檔通道314內移動。於本實施 例中，該等卡抵件42呈球狀，且每一通孔316內容置兩個該等卡抵件42，於其他實施態樣中，可依需求選用其它形狀的卡抵件42，也可調整每一通孔316內的卡抵件42數量，不以此為限。

每一輸入齒輪43具有一沿該第一軸線L1貫穿且供該輸入管31穿設的多邊形孔431，及二形成於相反兩表面且圍繞該多邊形孔431的環形槽432。該殼體21的該環形槽212與相鄰該殼體21的該輸入齒輪43的該環形槽432相對，該蓋體22的該環形槽221與相鄰該蓋體22的該輸入齒輪43的該環形槽432相對，每個支撐環47嵌設於每兩個相鄰之環形槽212、221、432中。

要說明的是，於本實施例中，該多邊形孔431為六角形孔，每一通孔組315具有三個對應該多邊形孔431的三個角的通孔316，於其他實施態樣中也可依需求選用三角形孔、方形孔或七角形以上的多邊形孔431，且每一通孔組315也可依需求增減該等通孔316的數量，不以此為限。

參閱圖2、圖3、圖4，該輸出單元5包括一連接該等輸出齒輪44且與該等輸出齒輪44同軸轉動的輸出桿51、一連接於輸出桿51一端的萬向接頭52、一以一端連接該萬向接頭52的轉接桿53、一連接該轉接桿53相反於該萬向接頭52的一端的後連動齒輪54，及一嚙合該後連動齒輪54且適用於連接該後輪9的後齒輪55。該輸出桿51沿該第一軸線L1的延伸方向延伸且樞設於該蓋體22及該殼 體21，該輸出桿51遠離該萬向接頭52的一端連接該電力驅動組34並可受該電力驅動組34驅動而轉動。

值得一提的是，該等輸入齒輪43及該等輸出齒輪44為直齒輪，該踏桿齒輪32、該前連動齒輪33、該後連動齒輪54及該後齒輪55為傘齒輪，也可依傳動需求選用其他種類的齒輪，不以此為限。

參閱圖3、圖5、圖6，換檔時，該推頂件41受該換檔線8連動而位於其中一該輸入齒輪43的該多邊形孔431內，該其中一輸入齒輪43成該連動狀態，其他該輸入齒輪43成該空轉狀態，於該連動狀態，該推頂塊411推抵對應的該等卡抵件42卡抵於該其中一輸入齒輪43內周面，使該其中一輸入齒輪43與該輸入管31同步轉動，使得該踏桿組7之驅動動力經該踏桿齒輪32、該前連動齒輪33、該輸入管31、該其中一輸入齒輪43、嚙合之該輸出齒輪44、該輸出桿51、該萬向接頭52、該轉接桿53、該後連動齒輪54及該後齒輪55傳遞到該後輪9，於該空轉狀態，該等卡抵件42未受推抵而不抵靠於對應之該輸入齒輪43的內周面。

騎乘時，使用者可藉由踩踏驅動該自行車，也可藉由操作該電力驅動組34驅動該自行車。

相較於現有的自行車，本發明藉由齒輪及連桿的傳動方式，取代傳統的鏈條傳動方式，齒輪間與連桿間的連接及製造無需為了組裝及配合而保留寬鬆的裕度。並藉由設置於該車架6的該基 座單元2及該換檔單元4，不須選用特殊規格的車架及後輪，而可適用於現有的自行車，達到提高傳動效率且便於改裝的功效。

綜上所述，本發明適用於自行車的軸傳動裝置確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書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。

2:基座單元

21:殼體

22:蓋體

31:輸入管

32:踏桿齒輪

33:前連動齒輪

34:電力驅動組

4:換檔單元

43:輸入齒輪

44:輸出齒輪

5:輸出單元

51:輸出桿

52:萬向接頭

53:轉接桿

54:後連動齒輪

55:後齒輪

8:換檔線

Claims (10)

1. 一種適用於自行車的軸傳動裝置，該自行車包括一車架、一踏桿組、一換檔線，及一可轉動地設置於該車架的後輪，該軸傳動裝置包含： 一基座單元，設置於該車架； 一輸入單元，包括一沿一第一軸線的延伸方向延伸且樞設於該基座單元的輸入管，該輸入管形成一沿該第一軸線延伸的換檔通道，及複數沿該第一軸線的延伸方向間隔形成於該輸入管且連通該換檔通道的通孔組，該輸入管用以受該踏桿組驅動而以該第一軸線為軸心旋轉；及 一換檔單元，包括一設置於該換檔通道且適用於連接該換檔線的推頂件、複數可移動地設置於該等通孔組的卡抵件、複數沿該第一軸線延伸方向排列並分別對應該等通孔組設置的輸入齒輪，及複數分別嚙合該等輸入齒輪並適用於連動該後輪的輸出齒輪，該推頂件具有一推頂塊，並受該換檔線連動而使該推頂塊在該換檔通道內移動，每一組嚙合之該輸入齒輪與該輸出齒輪的齒數比相異，每一輸入齒輪具有一沿該第一軸線貫穿且供該輸入管穿設的多邊形孔，且可在一連動狀態及一空轉狀態間變換，於該推頂件受該換檔線連動而位於其中一該輸入齒輪的該多邊形孔內時，該其中一輸入齒輪成該連動狀態，其他該輸入齒輪成該空轉狀態，於該連動狀態，該推頂塊推抵對應的該等卡抵件卡抵於該其中一輸入齒輪內周面，使該其中一輸入齒輪與該輸入管同步轉動，使得該踏桿組之驅動動力經該輸入管、該其中一輸入齒輪、嚙合之該輸出齒輪傳遞到該後輪，於該空轉狀態，該等卡抵件未受推抵而不抵靠於對應之該輸入齒輪的內周面。
2. 如請求項1所述的適用於自行車的軸傳動裝置，其中，該輸入管具有一大孔徑段、一界定該換檔通道的小孔徑段，及一連接該大孔徑段與該小孔徑段的肩部，該換檔單元還具有一連接該推頂件且位於該大孔徑段內的抵止件，及一設置於該抵止件與該肩部間的回彈件，該回彈件恆提供該抵止件一遠離該肩部的偏壓力。
3. 如請求項1所述的適用於自行車的軸傳動裝置，其中，每一通孔組具有複數圍繞該第一軸線間隔貫穿該輸入管且連通該換檔通道的通孔。
4. 如請求項1所述的適用於自行車的軸傳動裝置，其中，該多邊形孔為六角形孔。
5. 如請求項1所述的適用於自行車的軸傳動裝置，其中，該輸入單元還包括一與該踏桿組連動的踏桿齒輪，及一連接該輸入管的一端且嚙合該踏桿齒輪的前連動齒輪，該等齒輪組鄰近該輸入管相反於該前連動齒輪的一端。
6. 如請求項1所述的適用於自行車的軸傳動裝置，還包含一輸出單元，該輸出單元包括一連接該等輸出齒輪且與該等輸出齒輪同軸轉動的輸出桿、一連接於輸出桿一端的萬向接頭、一以一端連接該萬向接頭的轉接桿、一連接該轉接桿相反於該萬向接頭的一端的後連動齒輪，及一嚙合該後連動齒輪且適用於連接該後輪的後齒輪。
7. 如請求項6所述的適用於自行車的軸傳動裝置，其中，該輸出桿沿該第一軸線的延伸方向延伸且樞設於該基座單元。
8. 如請求項6所述的適用於自行車的軸傳動裝置，其中，該輸入單元還包括一連接該輸出桿遠離該萬向接頭的一端並可驅動該輸出桿轉動的電力驅動組。
9. 如請求項6所述的適用於自行車的軸傳動裝置，其中，該基座單元包括一殼體，及一與該殼體配合界定出一供該換檔單元設置之換檔空間的蓋體，該蓋體及該殼體供該輸入管及該輸出桿樞設。
10. 如請求項1所述的適用於自行車的軸傳動裝置，其中，該基座單元包括一殼體，及一與該殼體配合界定出一供該換檔單元設置之換檔空間的蓋體，每一輸入齒輪具有二形成於相反兩表面且圍繞該多邊形孔的環形槽，該蓋體具有一朝向鄰近的該輸入齒輪的環形槽，該殼體具有一朝向鄰近的該輸入齒輪的環形槽，該換檔單元還包括複數支撐環，每個支撐環嵌設於每兩個相鄰之環形槽中。

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