TWI779820B - 自行車後變速器 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種自行車後變速器，係一基座用以安裝在一車架，且該基座具有一外殼件；一延伸機構安裝在該基座的該外殼件內部，且該延伸機構可受驅動而在該外殼件內產生位移；一驅動裝置用以連結及驅動該延伸機構；以及一導輪組安裝在該延伸機構一端且位在該外殼件的外部，該導輪組隨著該延伸機構的位移而接近或遠離該外殼件。藉此達到結構精簡及小型化的功效。

Description

自行車後變速器

本發明係關於一種自行車的技術領域，特別是指一種自行車的電動式後變速器結構。

傳統自行車的傳動系統係包含一鏈條繞接於一後變速器的導輪組及一齒盤組。進行變速時，係操作一金屬線拉動該後變速器位移，進而改變該鏈條繞接於該齒盤組的不同位置。

現今已有電驅動的後變速器。其主要是藉由一馬達模組及一電連接於該馬達模組之電池安裝於該電動後變速器上。該電池供應電力給該馬達模組以使一鏈條可在自行車的後鏈輪之中變換。該後變速器的操作方式可以是有線的電性操作，也可以是藉由無線信號控制。

本發明的目的在於提供一種自行車後變速器，其具有電驅動模式，且具有精簡結構及小型化的功效。

為達上述的目的與功效，本發明揭示的後變速器包含一基座用以安裝在一車架，且該基座具有一外殼件；一延伸機構安裝在該基座的該外殼件內部，且該延伸機構可受驅動而在該外殼件內產生位移；一驅動裝置用以連結 及驅動該延伸機構；以及一導輪組安裝在該延伸機構一端且位在該外殼件的外部，該導輪組隨著該延伸機構的位移而接近或遠離該外殼件。

以下即依本發明的目的、功效及結構組態，茲舉出較佳實施例，並配合圖式詳細說明。

10:車架

12:齒盤組

14:鏈條

16:鎖固元件

20:後變速器

30:基座

32:外殼件

320:容納腔

321:開口

322:定位凸柱

323:內壁面

324:內壁面

325:擋緣

326:擋緣

33:底面

34:鎖板

36:端部

38:端部

39:鎖接孔

40:導輪組

42:第一連桿

421:第一桿體

44:第二連桿

441:第二桿體

46:第一導輪

48:第二導輪

50:延伸機構

52:第一延伸元件

521:第一齒部

522:卡制凸塊

523:連接桿

524:彈性凸塊

526:彈性件

54:第二延伸元件

541:第二齒部

542:卡制凹槽

543:擋部

544:容置間距

56:連接板

562:定位孔

60:驅動裝置

61:馬達

62:驅動軸

621:第一嚙合齒輪

622:第二嚙合齒輪

第1圖係本發明配置於一車架的示意圖。

第2圖係本發明的外觀圖。

第3圖係本發明的分解圖。

第4圖係本發明驅動裝置嚙合延伸機構的外觀圖。

第5圖係本發明驅動裝置嚙合延伸機構的平面示意圖一。

第6圖係本發明驅動裝置嚙合延伸機構的平面示意圖二。

第7圖係本發明驅動裝置嚙合及驅動延伸機構的平面示意圖。

第8圖係本發明延伸機構的位移示意圖一。

第9圖係本發明延伸機構的位移示意圖二。

第10圖係本發明延伸機構的位移示意圖三。

第11圖係本發明另一結構形式的示意圖。

以下參照各圖式係為說明本發明之較佳實施例。應了解的是，在此該等圖式及說明內容只供說明並未用以限制本發明。此外說明書中所描述的「第一」與「第二」、「前」與「後」、「左」與「右」、「內」與「外」、「上」與「下」…等等用詞，係用以清楚說明相對位置，並非作為限制之用語。

請參閱第1圖，圖中揭示一後變速器20與一齒盤組12係分別位在一車架10的二側，其中該齒盤組12位在該車架10的內側，該後變速器20位在該車架10的外側且相對應該齒盤組12。該齒盤組12由複數不同外徑的齒盤依序排列而成且可轉動的安裝於該車架10。該後變速器20包含一基座30結合一導輪組40，其中該基座30用以固接於該車架10，該導輪組40可相對該基座30產生位移。

一鏈條14鏈接該後變速器20的該導輪組40及該齒盤組12。該後變速器20受到適當驅動可使得該導輪組40產生位移，進而該導輪組40帶動該鏈條14改變位置，致使該鏈條14嚙合於不同的該齒盤以達到變速效果。上述該後變速器20、該齒盤組12及用以驅動該後變速器的驅動作用力，構成一自行車變速系統。

請參閱第2圖，本實施例的該基座30係包含一外殼件32及一鎖板34。進一步，該外殼件32具有預設外形且內部為中空構造，該外殼件32的內部可提供容納構件的空間。該鎖板34可以是具有彎曲角度的長條板狀構件且位於該外殼件32的一側。該鎖板34的一端部36可連接在該外殼件32的底面33，或可依實際安裝需求使該該鎖板34的一端部36連接在該外殼件32的一側面。其次，該鎖板34的另一端部38具有一鎖接孔39。請再參閱第1圖，藉由適當一鎖固元件16安裝於該鎖接孔39並鎖設於該車架10，可使該基座30固接於該車架10。

第2圖中揭示該導輪組40包含一第一連桿42、一第二連桿44、一第一導輪46及一第二導輪48。該第一連桿42與該第二連桿44係互相樞接結合，致使該第一連桿42與該第二連桿44可相對轉動。該第一連桿42可以包含二支相對的第一桿體421，該第一導輪46可轉動的安裝在相對的二該第一桿體421之間。該第二連桿44可以包含二支相對的第二桿體441，該第二導輪48可轉動的安裝在相對的二該第二桿體441之間。上述的該導輪組40結構僅為示例說明，非是以此為限。

請參閱第3圖，進一步，該外殼件32的內部具有中空的容納腔320。該容納腔320的一端具有一開口321，另一端的內壁面具有一定位凸柱322。其次該容納腔320相對二側的內壁面323、324係各自具有一擋緣325、326。

一延伸機構50安裝於該外殼件32內部的該容納腔320。該延伸機構50的一種可行實施例係包含一第一延伸元件52及至少一第二延伸元件54，圖中揭示有二個平行並置的該第二延伸元件54。其次，該第一延伸元件52係配置在二該第二延伸元件54之間，致使各該第二延伸元件54毗鄰該第一延伸元件52。

該第一延伸元件52的上表面具有一第一齒部521；各該第二延伸元件54的上表面具有第二齒部541。其次，該第一延伸元件52的相對二側面各自具有一卡制凸塊522，以及在相對的二側面各自具有一彈性凸塊524。每一該第二延伸元54的一側面具有一卡制凹槽542，且該卡制凹542用以相對應該卡制凸塊522，致使該卡制凸塊522能夠嵌入該卡制凹槽542。此外，該卡制凹槽542的長度大於該卡制凸塊522的長度，在此所稱的「長度」係相對應該第一延伸元件52與該第二延伸元件54的長向。

再者，每一該第二延伸元件54一端的外側各自延伸形成一擋部543。一連接板56用以連接在二該第二延伸元件54的端部，藉此使得二該第二延伸元件54形成可連動的單一元件。依上揭二該第二延伸元件54的組合形式，一容置間距544形成在二該第二延伸元件54之間。其次，一定位孔562形成在該連接板56用以應對該定位凸柱322。

該第一延伸元件52可以配置在該容置間距544內，再藉由該第一延伸元件52的該卡制凸塊522先嵌入該卡制凹槽542內，以及該連接板56固接二該第 二延伸元件54，則可使該第一延伸元件52順利且可活動的安裝於二該第二延伸元件54間的該容置間距544內。

請參閱第4、5圖，一驅動裝置60包含一馬達61連接一驅動軸62，且該驅動裝置60用以連接該延伸機構50。進一步而言，該驅動軸62軸向外表面包含一第一嚙合齒輪621及二第二嚙合齒輪622。二該第二嚙合齒輪622係相離，且該第一嚙合齒輪621位在二該第二嚙合齒輪622之間。該第一嚙合齒輪621的外徑小於該第二嚙合齒輪622的外徑。該延伸機構50的該第一延伸元件52的高度大於該第二延伸元件54的高度。如此，該驅動軸62伸入該外殼件32內，則該第一嚙合齒輪621用以嚙合該第一齒部521，該第二嚙合齒輪622用以嚙合該第二齒部541。

請參閱第6圖，利用齒數不等的設計，可使得該第一齒部521的分佈長度大於該第二齒部541的分佈長度。是以，該第一延伸元件52與該第二延伸元件54具有不同高度致使該第一齒部521與該第二齒部541具有高度差、該第一嚙合該齒輪621與該第二嚙合齒輪622具有不等外徑，以及該第一齒部521與該第二齒部541具有不等的分佈長度，可導致當該第一延伸元件52及該第二延伸元件54完全位於該外殼件32內部時，該第一嚙合齒輪621嚙合該第一齒部521，且該第二嚙合齒輪622尚未嚙合該第二齒部541。

可以理解的是，不改變該第一嚙合齒輪621與該第二嚙合齒輪622的結構，將該第二齒部541的一端(起始端)相對應該第一齒部521的一端(末端)，使得該第一齒部521與該第二齒部541相對應成連續狀，也可以達到使該第一延伸元件52及該第二延伸元件54完全位於該外殼件32內部時，該第一嚙合齒輪621嚙合該第一齒部521，且該第二嚙合齒輪622尚未嚙合該第二齒部541的結構形式。

此外，該第一延伸元件52的一端具有一連接桿523，且該連接桿523能夠穿出該外殼件32的該開口321用以連接該導輪組40。特別是，該導輪組40與該連接桿523間的夾角θ大於九十度。

請參閱第7圖，在該第一嚙合齒輪621嚙合該第一齒部521且該第二嚙合齒輪622尚未嚙合該第二齒部641的狀態下，則該驅動裝置60作動帶動該第一嚙合齒輪621與該第二嚙合齒輪622轉動，依圖式方向，該第一延伸元件52受該第一嚙合齒輪621的驅動而朝該外殼件32的向右(外部)位移，同時連接於該第一延伸元件52的該導輪組40也向右位移。

請參閱第8圖，由於該第一延伸元件52的該卡制凸塊522嵌入該第二延伸元件54的該卡制凹槽542，且該卡制凹槽542的長度大於該卡制凸塊522，所以在該第二延伸元件54不位移狀態下，該第一延伸元件52可相對該第二延伸元件54位移一段距離。當該卡制凸塊522接觸且靠抵該卡制凹槽542的端部，則該第一延伸元件52與該第二延伸元件54形成可以連動位移的形式，且二該彈性凸塊524凸出的位於該第二延伸元件54的端部。相對的二該彈性凸塊524間具有可壓縮的一彈性件526，使得二該彈性塊524可受壓縮而退入該第一延伸元件52內部，以及藉由該彈性526的彈力而伸出該第一延伸元件52的外表面。

請參閱第9圖，在該第一延伸元件52與該第二延伸元件54形成連動位移的形式下，由於該第一延伸元件52與該第二延伸元件54具有高度差、該第一嚙合齒輪621的外徑小於該第二嚙合齒輪622的外徑，以及該第一齒部521與該第二齒部541相對應成連續狀，所以該第一延伸元件52帶動該第二延伸元件54位移後，可導致該第一嚙合齒輪621脫離該第一齒部521且使得該第二嚙合齒輪622緊接著嚙合該第二齒部541。隨後，該第二延伸元件54受驅動位移，且該第二延伸 元件54可以藉由靠置該彈性凸塊524，進而推動該第一延伸元件52位移。如此，在該第一延伸元件52與該第二延伸元件54的共同帶帶動下，該導輪組40可更加的向右位移。

上述該第一延伸元件52與該第二延伸元件54具有高度差，係指該第一延伸元件52的高度大於該第二延伸元件54的高度。此處所稱「高度」係該第一齒部521至其相對表面間的距離，以及該第二齒部541至其相對表面間的距離。

請參閱第10圖，該第二延伸元件54位移至預定位置，則該擋部543靠置於該外殼件32二側內壁面的該擋緣325、326，藉此限制該第一延伸元件52、該第二延伸元件54及該導輪組(未顯示)向該外殼件32的外部過度位移。

在該第一延伸元件52與該第二延伸元件54互相卡掣連動的狀態，當該第一延伸元件52與該第二延伸元件54受該驅動裝置(未顯示)驅動朝該外殼件32內部位移，該第二延伸元件54受該第二嚙合齒輪(未顯示)帶動，同時該第二延伸元件54也帶動該第一延伸元件52。當該第二延伸元件54移至預定位置，則該定位凸柱322可用以嵌入該定位孔562。此時，該第一延伸元件52可與該第一嚙合齒輪(未顯示)形成嚙合，如此該第一延伸元件52可受該第一嚙合齒輪的帶動而持續朝該外殼件32內部移動。

根據以上所描述，該第一延伸元件52位移，或該第一延伸元件52與該第二延伸元件54一同位移，皆可以使得該導輪組40產生位移，據以改變該導輪組40與該齒盤組12的相對距離及相對位置，進而達到變速的目的。其次，上述該第一延伸元件52及該第二延伸元件54係受該驅動裝置60所驅動，而該驅動裝置60的該馬達61可藉由適當有線控制方式或無線控制方式來達成。其中，無線控制方式可以是在該驅動裝置60上安裝一無線接收器且電性連接該馬達61，該車把手 安裝一無線發射器用以發出一控制信號至該無線接收器，進而控制該馬達61正反轉以帶動該延伸機構50與該導輪組40。上述的無線發射器與該無線接收器係用以收發的無線信號係包含但不限制為藍牙信號。

請參閱第11圖，本發明另一實施例揭示該延伸機構50包含該第一延伸元件52，該驅動裝置60包含該馬達61連接該驅動軸62，且該驅動軸62軸向外表面具有該第一嚙合齒輪621。該第一嚙合齒輪621係用以嚙合該第一延伸元件52上表面的該第一齒部521。如此連接該第一延伸元件52一端的該導輪組40可以隨著該第一延伸元件52的位移而改變位置。

以上本實施例所揭示的結構，除了可以藉由有線操作或無線信號控制該變速系統外，該延伸機構50與該驅動裝置60的匹配形式可以採用該第一延伸元件52嚙合該第一嚙合齒輪621，或採用該第一延伸元件52嚙合該第一嚙合齒輪621、該第二延伸元件54嚙合該第二嚙合齒輪622。換言之，本實施例揭示的結構具有精簡的組合形式，而且該第一延伸元件52與該第二延伸元件54的組合，可對該導輪組40提供更大的位移距離，或是在滿足該導輪組40位移距離的要求下，藉由該第一延伸元件52與該第二延伸元件54的組合可以使該延伸機構50具有較小體積。

以上乃本發明之較佳實施例以及設計圖式，惟較佳實施例以及設計圖式僅是舉例說明，並非用於限制本發明技藝之權利範圍，凡以均等之技藝手段、或為下述「申請專利範圍」內容所涵蓋之權利範圍而實施者，並不脫離本發明之範疇而為申請人之權利範圍。

30:基座

32:外殼件

33:底面

34:鎖板

36:端部

38:端部

39:鎖接孔

40:導輪組

42:第一連桿

421:第一桿體

44:第二連桿

441:第二桿體

46:第一導輪

48:第二導輪

Claims (9)

1. 一種自行車後變速器，係用以安裝在一車架相對一齒盤組，且鏈結一鏈條，其包含：一基座，係用以安裝在該車架，該基座具有一外殼件；一延伸機構，係安裝在該基座的該外殼件內部，且該延伸機構可受驅動而在該外殼件內位移；一驅動裝置，係用以連結及驅動該延伸機構；以及一導輪組，係位在該外殼件的外部且結合該延伸機構一端及鏈接該鏈條，該導輪組受該延伸機構的帶動而與該外殼件產生相對位移。
2. 如請求項1所述之自行車後變速器，其中該延伸機構包含一第一延伸元件安裝在該外殼件內，該驅動裝置包含一馬達連結一驅動軸，該驅動軸伸入該外殼件內連結該第一延伸元件，該導輪組安裝在該第一延伸元件的一端，該馬達帶動該驅動軸轉動，且該驅動軸帶動該第一延伸元件及該導輪組產生位移。
3. 如請求項2所述之自行車後變速器，其中該第一延伸元件表面具有一第一齒部，該驅動軸具有一第一嚙合齒輪，該第一齒部用以嚙合該第一嚙合齒輪，則該驅動軸轉動得該第一延伸元件產生位移。
4. 如請求項1所述之自行車後變速器，其中該延伸機構包含一第一延伸元件，以及一第二延伸元件位於該第一延伸元件的一側，該第一延伸元件的一側面具有一卡制凸塊及一彈性凸塊，該第二延伸元件相對該第一延伸元件的一側面具有一卡制凹槽，該卡制凹槽的長度大於該卡制凸塊的長度，且該卡制凸塊崁入該卡制凹槽；該驅動裝置包含一馬達連結一驅動軸，該驅動軸伸入 該外殼件內且分別連結該第一延伸元件及該第二延伸元件，該馬達帶動該驅動軸，且該驅動軸帶動該第一延伸元件位移一段距離，使該卡制凸塊靠抵該卡制凹槽的一端，以及該彈性凸塊位於該第二延伸元件的端部，進而該驅動軸帶動該第二延伸元件位移，則該第二延伸元件推靠該彈性凸塊，使該第一延伸元件一同位移。
5. 如請求項4所述之自行車後變速器，其中該第一延伸元件表面具有一第一齒部，該第二延伸元件表面具有一第二齒部，且該第一延伸元件與該第二延伸元件安裝於該外殼件內，該第一齒部與該第二齒部具有高度差；該驅動軸具有相離且外徑不等的一第一嚙合齒輪及一第二嚙合齒輪，且該第一齒部用以嚙合該第一嚙合齒輪，該第二齒部用以嚙合該第二嚙合齒輪；該驅動軸轉動得使該第一延伸元件與該第二延伸元件依序產生位移。
6. 如請求項1所述之自行車後變速器，其中該驅動裝置包含一馬達連結一驅動軸，該驅動軸的軸向具有一第一嚙合齒輪及二第二嚙合齒輪，該第一嚙合齒輪位在二該第二嚙合齒輪之間，且該第一嚙合齒輪與該第二嚙合齒輪外徑不相等；該延伸機構具有一第一延伸元件以及二第二延伸元件，該第一延伸元件的一表面具有一第一齒部，以及另外相對的二表面各自皆具有一卡制凸塊及一彈性凸塊，該第二延伸元件的一表面具有一第二齒部，以及另一表面具有一卡制凹槽；該第一延伸元件與二該第二延伸元件安裝於該外殼內，該第一延伸元件位於二該第二延伸元件間，該第一延伸元件的該卡制凸塊用以嵌入該第二延伸元件的該卡制凹槽，該卡制凹槽的長度大於該卡制凸塊的長度，以及該第一齒部與該第二齒部具有高度差；該驅動軸的該第一嚙合齒輪用以嚙合該第一齒部，該第二嚙合齒輪用以嚙合該第二齒部，在該第一延伸元件與該第二 延伸元件完全位於該外殼件內的狀態，該第一嚙合齒輪嚙合該第一齒部，且該第二嚙合齒輪尚未嚙合該第二齒部，該驅動軸帶動該第一延伸元件朝該外殼件的外部位移一段距離，則該卡制凸塊靠抵該卡制凹槽且該彈性凸塊位於該第二延伸元件的端部，進而該第一延伸元件與該第二延伸元件受該驅動軸的驅動而一同位移。
7. 如請求項1所述之自行車後變速器，其中該外殼件內部一端的內壁面具有一定位凸柱，該延伸機構的一端具有一連接板，且該連接板具有一定位孔相對該定位凸柱。
8. 如請求項1所述之自行車後變速器，其中該外殼件內部的相對二內壁面各自具有一擋緣，該延伸機構一端的二側各自具有一擋部，該延伸機構相對該外殼件位移，該擋部靠抵該擋緣，使該延伸機構不脫離該外殼件。
9. 如請求項1所述之自行車後變速器，其中該延伸機構具有一第一延伸元件，且該第一延伸元件的一端具有一連接桿，該連接桿穿出該外殼件連接該導輪組，且該導輪組與該連接桿間的夾角大於九十度。

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