TWI797038B - 自行車輔助動力裝置 - Google Patents

Abstract

一種自行車輔助動力裝置，包含：一固定座，具有一滑動槽，該滑動槽朝該固定座的一徑向方向延伸，一擺臂樞接於該固定座；一限位組件，具有一單向軸承及一限位板，該限位板具有穿伸入該滑動槽的一插銷，該單向軸承帶動該限位板朝一第一方向旋轉，使該插銷沿著該徑向方向滑動；及一驅動組件，具有一驅動部及一轉軸，該轉軸結合於該單向軸承，該驅動組件朝一第二方向旋轉，以驅使該插銷於該滑動槽內滑動，並停止在一下死點位置，使該驅動部抵接於一自行車之車輪，該驅動組件朝一第三方向旋轉，以提供該車輪一輔助動力。

Description

自行車輔助動力裝置

本發明主要為一種輔助動力裝置，特別是有關於一種在與一車輪接觸的瞬間時，可避免被該車輪的轉動慣性彈開的自行車輔助動力裝置。

按，隨著運動風氣的盛行，許多人會以騎乘自行車作為假日休閒的育樂活動。習知自行車為了兼具省力且快速的要件，均裝配有變速裝置，以供自行車騎士於上坡或始起步時使用低速檔，以達到省力的目的；另一方面，於下坡或一般平面道路時使用高速檔，以達到提高速度的目的。

然而，在於騎乘山路或是長距離騎乘的狀態下，該習知自行車縱使加裝上述變速裝置，仍有部分騎士無法負荷在該狀態下騎乘該習知自行車，且該變速裝置無法同時達到省力與速度等兩項功能。

請參照圖1，其係一種習知的腳踏車輔助動力裝置，具有一固定座91用以結合於一腳踏車之車架；一搖臂92，一端樞設於該固定座91；一馬達93，設於該搖臂92相對於該固定座91的另一端；及一抵靠套筒94，連接該馬達93，並選擇性地抵靠於該腳踏車之車輪W。其中，該馬達93係可以驅動該抵靠套筒94轉動，進而驅動該車輪轉動。類似於該習知的腳踏車輔助動力裝置已揭露於中華民國公告第M569305號專利案當中。

上述習知的腳踏車輔助動力裝置，係將該抵靠套筒94抵靠於該車輪W，並使該馬達93的外殼開始轉動，以同步帶動該抵靠套筒94轉動，並使該抵靠套筒94以摩擦力驅動該車輪W轉動。然而，該車輪W會因旋轉滾動而相對於該抵靠套筒94產生一反向之離心力，進而使該抵靠套筒94被該車輪W彈開，導致無法提供輔助動力給予該車輪W。

有鑑於此，有必要提供一種自行車輔助動力裝置，以解決上述之問題。

本發明的目的在於提供一種自行車輔助動力裝置，係可以避免該自行車輔助動力裝置在與一車輪接觸的瞬間時，可避免被該車輪的轉動慣性彈開。

為達成上述目的，本發明提供一種自行車輔助動力裝置，包含：一本體，具有一固定座及一擺臂，該固定座具有一滑動槽，該滑動槽朝該固定座的一徑向方向延伸，該擺臂樞接於該固定座；一限位組件，結合於該擺臂，並具有一單向軸承及一限位板，該限位板具有穿伸入該滑動槽的一插銷，該單向軸承帶動該限位板朝一第一方向旋轉，使該插銷沿著該徑向方向滑動；及一驅動組件，結合於該擺臂，並具有一驅動部及一轉軸，該轉軸結合於該單向軸承，該驅動組件朝一第二方向旋轉，以驅使該插銷於該滑動槽內滑動，並停止在一下死點位置，使該驅動部抵接於一自行車之車輪，該驅動組件朝一第三方向旋轉，以提供該車輪一輔助動力，該第三方向與該第二方向係呈相反，且該驅動組件朝該第三方向旋轉時，係無法帶動該限位板旋轉。

在一些實施例中，該限位組件具有一主動輪及一從動輪，該主動輪與該單向軸承形成共軸，並與該從動輪相互嚙合，該限位板結合於該從動輪。如此，具有可縮小從動輪之直徑以達到降低整體尺寸之功效。

在一些實施例中，該固定座具有一結合部，該結合部用以供該自行車輔助動力裝置固定結合於該自行車上。如此，具有穩固結合之功效。

在一些實施例中，該驅動組件由該第三方向改往該第二方向旋轉，以驅使該插銷離開該下死點位置，並繼續沿著該徑向方向滑動至一上死點位置，使該驅動部不抵接於該車輪。如此，係可以在不提供輔助動力給予車輪時，使該驅動部遠離該車輪，具有提升該驅動部使用壽命的功效。

在一些實施例中，該擺臂具有一樞接部，一樞軸穿伸通過該樞接部，並結合於該固定座，使該擺臂可相對該固定座樞轉，一彈性件，套設於該樞接部，並具有一第一端及一第二端，該第一端固定於該固定座，該第二端抵靠於該擺臂的一限位件，當該插銷未處於該下死點位置時，藉由該彈性件的復位以驅使該擺臂朝該第一方向樞轉，使該插銷自動移動至該上死點位置。如此，係具有在停止提供輔助動力給予車輪時，加速該驅動部遠離該車輪的功效。

本發明的自行車輔助動力裝置具有下列特點：透過該驅動組件帶動該單向軸承的轉動下，該驅動組件往該第二方向旋轉時，使該驅動部抵接於該自行車之車輪，並同時使該插銷位於該下死點位置，並藉由該插銷被該滑動槽之壁面抵頂而限制了該反向之離心力對於該驅動部遠離該車輪之移動軌跡，以防止該驅動部被該車輪彈開，接著，再透過該單向軸承的特性，使該驅動組件由該第二方向改往該第三方向旋轉時，使該驅動部給予該車輪一輔助動力，並使該插銷仍維持在該下死點位置。藉此，本發明的自行車輔助動力裝置，係可以達到提 供輔助動力給自行車之車輪，同時避免該自行車輔助動力裝置該車輪彈開之功效。

〔本發明〕

1:本體

11:固定座

12:擺臂

13:滑動槽

14:樞軸

15:結合部

16:樞接部

17:限位件

2:限位組件

21:單向軸承

22:限位板

23:插銷

24:主動輪

25:從動輪

3:驅動組件

31:驅動部

32:轉軸

4:彈性件

41:第一端

42:第二端

D1:第一方向

D2:第二方向

D3:第三方向

P1:下死點位置

P2:上死點位置

R:徑向方向

W:車輪

〔習知〕

91:固定座

92:搖臂

93:馬達

94:抵靠套筒

W:車輪

[圖1]為一種習知腳踏車輔助動力裝置的立體組合圖；[圖2]為本發明之自行車輔助動力裝置的立體分解圖；[圖3]為本發明之自行車輔助動力裝置的立體組合圖；[圖4]為本發明之自行車輔助動力裝置的驅動組件朝第二方向旋轉的動作情形圖；[圖5]為本發明之自行車輔助動力裝置安裝於自行車上且未與車輪抵接的使用狀態圖；[圖6]為本發明之自行車輔助動力裝置安裝於自行車上且與車輪抵接的使用狀態圖；[圖7]為本發明之自行車輔助動力裝置的驅動組件朝第三方向旋轉的的動作情形圖；[圖8]為本發明之自行車輔助動力裝置的彈性件的動作情形圖；[圖9]為本發明之自行車輔助動力裝置的插銷移動至下死點位置，再由該下死點位置移動至上死點位置的動作情形圖。

茲配合圖式將本發明實施例詳細說明如下，其所附圖式主要為簡化之示意圖，僅以示意方式說明本發明之基本結構，因此在該等圖式中僅標示與 本發明有關之元件，且所顯示之元件並非以實施時之數目、形狀、尺寸比例等加以繪製，其實際實施時之規格尺寸實為一種選擇性之設計，且其元件佈局形態有可能更為複雜。

以下各實施例的說明是參考附加的圖式，用以例示本發明可據以實施的特定實施例。本發明所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本申請，而非用以限制本申請。另外，在說明書中，除非明確地描述為相反的，否則詞語“包含”將被理解為意指包含所述元件，但是不排除任何其它元件。

請參照圖2、3所示，其係本發明自行車輔助動力裝置的一較佳實施例，係包含：一本體1、一限位組件2及一驅動組件3，該限位組件2與該驅動組件3分別結合於該本體1。

該本體1具有一固定座11及一擺臂12，其中，該固定座11具有一滑動槽13，該滑動槽13朝該固定座11的一徑向方向R延伸。該擺臂12以一樞軸14樞接結合於該固定座11，並可相對於該固定座11進行樞轉。較佳地，該固定座11具有一結合部15，該結合部15用以供本發明的自行車輔助動力裝置固定結合於一自行車上。舉例而言，該結合部15可以為至少一螺孔，並可以透過相對應的螺絲將該固定座11鎖固於該自行車。

請一併參照圖4所示，該限位組件2結合於該擺臂12，並具有一單向軸承21及一限位板22，其中，該單向軸承21具有一可轉動方向及一不可轉動方向。該限位板22具有穿伸入該滑動槽13的一插銷23。該單向軸承21連動該限位板22朝一第一方向D1旋轉，使該插銷23沿著該徑向方向R滑動。詳細而言，該單向軸承21在該可轉動方向上係呈現空轉狀態，意即，無法帶動該 限位板22旋轉；反之，該單向軸承21在該不可轉動方向上，係可以連動該限位板22朝該第一方向D1旋轉，屬於本發明相關領域中的通常知識，在此不多加贅述。

具體而言，該限位組件2可以具有一主動輪24及一從動輪25，該主動輪24與該單向軸承21形成共軸，並與該從動輪25相互嚙合，該從動輪25與該主動輪24的齒輪比值可以落在1~2之間；該限位板22結合於該從動輪25，在本實施例中，係分別在該限位板22與該從動輪25設置相對應的螺孔，並以螺絲穿伸結合，以將該限位板22螺合固定於該從動輪25上。藉此，該限位板22係可以依序在該單向軸承21、該主動輪24與該從動輪25的連動之下，朝該第一方向D1旋轉，並帶動該插銷23沿著該徑向方向R滑動。

請一併參照圖5、6所示，在本實施例中，該驅動組件3係為一外轉子馬達，並電性連接一外部電源及一切換開關，該切換開關用以切換該外轉子馬達的正反轉。該驅動組件3結合於該擺臂12，並具有一驅動部31及一轉軸32，在本實施例中，係分別在該擺臂12與該驅動組件3設置相對應的螺孔，並以螺絲穿伸結合，以將該驅動組件3螺合固定於該擺臂12上。其中，該驅動部31用以抵接或不抵接該自行車之車輪W，並於該驅動部31抵接於該車輪W時，提供該車輪W一輔助動力。

該轉軸32可轉動地結合於該單向軸承21，且該單向軸承21結合於該主動輪24並形成共軸。藉此，該轉軸32可將轉動動力透過該單向軸承21傳遞給該主動輪24。該驅動組件3朝一第二方向D2旋轉，以驅使該插銷23於該滑動槽13內滑動，並可以停止在一下死點位置P1，使該驅動部31抵接於該 自行車之車輪W，或是停止在一上死點位置P2，使該驅動部31不抵接於該自行車之車輪W。

詳言之，該下死點位置P1係指該限位板22經轉動後，使該限位板22相對於該插銷23之一端移動至相對於該固定座11為最下方的位置，此時該驅動部31在與該車輪W接觸之瞬間，該車輪W因旋轉滾動而相對於該驅動部31產生一反向之離心力，即為使該車輪W施加於該驅動部31的一向上施力，然而透過該插銷23被該滑動槽13之壁面抵頂而限制了該反向離心力對於該驅動部31遠離該車輪W之移動軌跡，則可以防止該驅動部31被該車輪W彈開；該上死點位置P2係指該限位板22經轉動後，使該限位板22相對於該插銷23之一端移動至相對於該固定座11為最上方的位置，此時該驅動部31與該車輪W分離。

再者，係可以透過一微處理器電性連接該驅動組件3，並根據預先計算好該插銷23停在該下死點位置P1、該上死點位置P2時，該驅動組件3所轉動的方向與圈數，以控制該驅動部31抵接或不抵接於該車輪，係屬於本發明相關領域中的通常知識，在此不多加贅述。

請一併參照圖7所示，該插銷23位於該下死點位置P1後，該驅動組件3朝與該第二方向D2係呈相反的一第三方向D3旋轉，以提供該車輪一輔助動力，並使該單向軸承21朝該可轉動方向旋轉，讓該轉軸32的旋轉無法透過該單向軸承21傳達到該主動輪24，造成該轉軸32與該主動輪24形成空轉，進而無法帶動該限位板22旋轉。藉此，使該驅動部31可以抵接於該自行車之車輪，並且使該插銷23停止在該下死點位置P1。

請參照圖2、3所示，本發明自行車輔助動力裝置，還可以包含一彈性件4，該彈性件4套設於該擺臂12的一樞接部16，該彈性件4具有一第一端41及一第二端42，其中，該第一端41固定於該固定座11，該第二端42抵靠於該擺臂12的一限位件17，在本實施例中，該彈性件4為一扭力彈簧。值得一提的是，該樞軸14係為穿伸通過該樞接部16，並結合於該固定座11，使該擺臂12可以相對該固定座11進行樞轉。

請參照圖8所示，在本實施例中，當該插銷23未處於該下死點位置P1時，係可以藉由該彈性件4的復位，以驅使該擺臂12朝該第一方向D1樞轉，並使該插銷23自動移動至該上死點位置P2。再者，當該插銷23處於該下死點位置P1時，該彈性件4為處於一壓縮狀態，由於該插銷23被該滑動槽13之壁面抵頂，使該彈性件4無法進行復位，因而限制了該擺臂12朝該第一方向D1樞轉，但只要使該插銷23稍微離開該下死點位置P1，則該彈性件4立即釋放回復張力，使該擺臂12在該彈性件4的回復張力帶動下朝該第一方向D1樞轉，進而使該插銷23移動至該上死點位置P2。

請參照圖4~9所示，本發明自行車輔助動力裝置在使用時，首先，將該輔助動力裝置透過該結合部15結合固定於一自行車上。當該自行車之騎士需要該輔助動力裝置協助提供一輔助動力時，係可以透過該微處理器控制該驅動組件3朝該第二方向D2旋轉，以帶動該限位板22朝該第一方向D1旋轉，並使該插銷23由該滑動槽13的左邊移動至中間，以停在該下死點位置P1，以及使該驅動部31同步抵接於該車輪W，並透過該插銷23被該滑動槽13之壁面抵頂而限制了該反向之離心力對於該驅動部31遠離該車輪W之移動軌跡， 以防止該驅動部31被該車輪W彈開；接著，透過該微處理器控制該驅動組件3朝該第三方向D3旋轉，以提供該車輪W輔助動力。

另一方面，當該自行車之騎士不需要該輔助動力裝置協助提供輔助動力時，係可以透過該處理器控制該驅動組件3由該第三方向D3改往該第二方向D2稍微旋轉，以驅使該插銷23由該滑動槽13的中間往右邊移動，以離開該下死點位置P1，此時該彈性件4立即釋放回復張力，該插銷23並繼續沿著該徑向方向R由該滑動槽13的右邊往中間移動，以滑動至該上死點位置P2，使該驅動部31不抵接於該車輪W。

承上所述，本發明的自行車輔助動力裝置，透過該驅動組件帶動該單向軸承的轉動下，該驅動組件往該第二方向旋轉，使該驅動部抵接於該自行車之車輪，並同時使該插銷位於該下死點位置，並藉由該插銷被該滑動槽之壁面抵頂而限制了該反向之離心力對於該驅動部遠離該車輪之移動軌跡，以防止該驅動部被該車輪彈開，接著，再透過該單向軸承的特性，使該驅動組件由該第二方向改往該第三方向旋轉時，使該驅動部給予該車輪一輔助動力，並使該插銷仍維持在該下死點位置。藉此，本發明的自行車輔助動力裝置，係可以達到提供輔助動力給自行車之車輪，同時避免該自行車輔助動力裝置該車輪彈開之功效。

上述揭示的實施形態僅例示性說明本發明之原理、特點及其功效，並非用以限制本發明之可實施範疇，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。任何運用本發明所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。

1:本體

11:固定座

12:擺臂

13:滑動槽

14:樞軸

15:結合部

16:樞接部

17:限位件

2:限位組件

21:單向軸承

22:限位板

23:插銷

24:主動輪

25:從動輪

3:驅動組件

31:驅動部

32:轉軸

4:彈性件

41:第一端

42:第二端

R:徑向方向

Claims (5)

1. 一種自行車輔助動力裝置，包含：一本體，具有一固定座及一擺臂，該固定座具有一滑動槽，該滑動槽朝該固定座的一徑向方向延伸，該擺臂樞接於該固定座；一限位組件，結合於該擺臂，並具有一單向軸承及一限位板，該限位板具有穿伸入該滑動槽的一插銷，該單向軸承帶動該限位板朝一第一方向旋轉，使該插銷沿著該徑向方向滑動；及一驅動組件，結合於該擺臂，並具有一驅動部及一轉軸，該轉軸結合於該單向軸承，該驅動組件朝一第二方向旋轉，以驅使該插銷於該滑動槽內滑動，並停止在一下死點位置，使該驅動部抵接於一自行車之車輪，該驅動組件朝一第三方向旋轉，以提供該車輪一輔助動力，該第三方向與該第二方向係呈相反，且該驅動組件朝該第三方向旋轉時，係無法帶動該限位板旋轉。
2. 如請求項1所述之自行車輔助動力裝置，其中，該限位組件具有一主動輪及一從動輪，該主動輪與該單向軸承形成共軸，並與該從動輪相互嚙合，該限位板結合於該從動輪。
3. 如請求項1所述之自行車輔助動力裝置，其中，該固定座具有一結合部，該結合部用以供該自行車輔助動力裝置固定結合於該自行車上。
4. 如請求項1所述之自行車輔助動力裝置，其中，該驅動組件由該第三方向改往該第二方向旋轉，以驅使該插銷離開該下死點位置，並繼續沿著該徑向方向滑動至一上死點位置，使該驅動部不抵接於該車輪。
5. 如請求項4所述之自行車輔助動力裝置，其中，該擺臂具有一樞接部，一樞軸穿伸通過該樞接部，並結合於該固定座，使該擺臂可相對該固定 座樞轉，一彈性件，套設於該樞接部，並具有一第一端及一第二端，該第一端固定於該固定座，該第二端抵靠於該擺臂的一限位件，當該插銷未處於該下死點位置時，藉由該彈性件的復位以驅使該擺臂朝該第一方向樞轉，使該插銷自動移動至該上死點位置。

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