TWM521121U - 一體式雙向離合器 - Google Patents

Description

一體式雙向離合器

本創作係有關於一種雙向離合器，特別是一種適用於中軸動力輸出的電動(輔助)自行車的一體式雙向離合器。

現今的中軸輸出的電動(輔助)自行車，由於馬達與人力踏板是共用中軸輸出動力，因此，中軸必須設置有兩個單向器，以選擇性地使其中一動力或是兩動力共同由中軸輸出。

如圖1所示，其為中華民國公告第M390286號「電動自行車雙棘輪離合傳動裝置」新型專利，該傳動裝置包括有一第一棘輪2、第二棘輪9、第一棘輪的棘爪10、第二棘輪的棘爪10及棘輪座(腳踏軸)4。第一棘輪2設置於第二棘輪9的外圍，且第一棘輪2及第二棘輪9能分別機械連接馬達及人力，據以透過設置於第一棘輪2與第二棘輪9間的第一棘輪的棘爪10，與設置於第二棘輪9與棘爪座(腳踏軸)4之間的第二棘輸的棘爪10，可達到使第一棘輪2與第二棘輪9同步或不同步旋轉的功效。

如圖2、3所示，其為中華民國公告第103625599號「中置電動自行車動力分配執行器」發明專利，其所揭露的動力分配執行器包括有外圈1、中圈7及里圈8，中圈7設置於外圈1與里圈8之間，且外圈1與里圈8分別為單向軸承，中圈7與鏈輪座4相連接，外圈1及里圈8則分別能受不同的外部驅動力相連接，據以透過外圈1及里圈8的單向軸承作動，可選擇性地使外部驅動力連動中圈7，而連動鏈輪座。

呈如上述，其為現今的中軸輸出動力的電動自行車的雙單向器的設置方式，皆是將其中一單向器設置於另一單向器的外圍，而使兩個單向器呈現重疊設置的方式。然，此種設置方式存在有諸多缺點，例如：設置於外部的單向器必須重新設計，甚至必須訂製，如此使得整體製造成本上升，且設置於內部的單向器亦需相對應於設置於外部的單向器進行重新設計，進而使得整體製造流程複雜，而使得製造過程費工且費時。再者，重疊設置的單向器，其將使得整體離合器的體積變大，進而導致中心軸的長度延伸，而造成外觀突出不雅觀或是車跨距加大，而產生不好騎乘的問題。

另外，前述的重疊設置的單向器，更存在有單向器本身可靠度的問題。具體來說，中軸在人力踩踏的過程，其兩側可能會發生不同時間分別受力，造成所安裝之單向器除了徑向受力外，更承受軸向的作用力，因此，於實際應用中，重疊設置的兩個單向器，容易發生單向軸承的固持器或是棘爪毀壞的問題。為此，現今廠商的解決方式，是增加單向器的厚度及寬度，以增加其承載力；然，增厚的單向器將造成整體成本上升，且將使得離合器整體體積變大，進而導致前述使用者不好騎乘的問題。

另外，在實際應用中，使用棘輪的單向器，在使用者瞬間踩踏所產生的衝擊力過大時，將容易造成棘爪破損，進而使得單向器失效；雖然，其可以透過增加棘爪數量，來增加單向器的承載力，但如此同樣將造成成本的上升。又，棘輪的單向器受限於棘爪的操作間隙的限制，其在反向運轉時，將容易發生棘爪與棘輪相互滑動碰撞，而產生聲響的問題。

再者，如中華民國公告第I426035號「離合式自行車電力驅動裝置及其離合式驅動器」發明專利，現今的整合有兩個單向器的電動自行車的離合器，另一種設置方式，是將兩個單向器平行地設置於同一套 筒中，而其所利用的方式，是透過將兩個單向器分別與該套筒進行壓配，如此，使得製作及後續維修上的困難；且，同樣地為使各單向器的承載力有所提升，各單向器的厚度及框度都將被加厚及加寬，如此更強化了壓配上的困難及成本的增加。

綜上，現今中軸輸出動力的電動自行車，所使用的整合兩個單向器的離合器，存在有整體體積大、整體製程複雜、製作費工且費時，以及成本上升等諸多問題。緣此，本創作人乃潛心研究並配合學理的運用，而提出一種設計合理且有效改善上述問題的本創作。

本創作之主要目的在於提供一種一體式雙向離合器，用以解決習知技術中，電動自行車的兩個單向器所組成的離合器，其組裝困難、體積龐大且價格昂貴等問題。

為了實現上述目的，本創作提供一種一體式雙向離合器，其適用於中軸動力輸出的一電動自行車，電動自行車設有一中置齒盤，一體式雙向離合器能選擇性地使至少一外部驅動單元，驅動中置齒盤向設定之方向旋轉，一體式雙向離合器包括：一中空外框體、一左傳動環組件及一右傳動環組件。中空外框體與中置齒盤機械連接，中空外框體內部形成有兩個並排設置的一左環狀導軌及一右環狀導軌，左環狀導軌內形成有凹槽狀的一左環狀容置槽，右環狀導軌內形成有凹槽狀的一右環狀容置槽。左傳動環組件，其可活動地設置於左環狀導軌中，左傳動環組件包括：一左傳動環本體及數個傳動組件。左傳動環本體具有數個楔齒及數個限位槽，該些楔齒間隔地設置於左傳動環本體的一側或是左傳動環本體內側的徑向方向，該些限位槽間隔地設置於左傳動環本體 的外周緣；其中，左傳動環本體透過該些楔齒能受一外部驅動力驅動，而於左環狀導軌中旋轉。數個傳動組件對應設置於該些限位槽中，各傳動組件包括有至少一彈性單元及一滾動單元，各傳動組件設置於其所對應的限位槽中時，彈性單元的兩端分別抵頂於滾動單元及限位槽的內壁。其中，左傳動環組件設置於左環狀導軌中時，各滾動單元被其所對應的限位槽的內壁與左環狀容置槽的內壁所包覆，而該些滾動單元、該些限位槽及左環狀導軌，能據以限制左傳動環本體於左環狀導軌中的活動。右傳動環組件，其可活動地設置於右環狀導軌中，右傳動環組件包括：一右傳動環本體及數個傳動組件。右傳動環本體具有數個楔齒及數個限位槽，該些楔齒間隔地設置於右傳動環本體的一側或是右傳動環本體內側的徑向方向，該些限位槽間隔地設置於右傳動環本體的外周緣；其中，右傳動環本體透過該些楔齒能受一外部驅動力驅動，而於右環狀導軌中旋轉。數個傳動組件對應設置於該些限位槽中，各傳動組件包括有至少一彈性單元及一滾動單元，各傳動組件設置於其所對應的限位槽中時，彈性單元的兩端分別抵頂於滾動單元及限位槽的內壁。其中，右傳動環組件設置於右環狀導軌中時，各滾動單元被其所對應的限位槽的內壁與右環狀容置槽的內壁所包覆，而該些滾動單元、該些限位槽及右環狀導軌，能據以限制右傳動環本體於右環狀導軌中的活動。

為了實現上述目的，本創作再提供一種一體式雙向離合器，其適用於中軸動力輸出的一電動自行車，電動自行車設有一中置齒盤，一體式雙向離合器能選擇性地使至少一外部驅動單元，驅動中置齒盤依設定之方向旋轉，一體式雙向離合器包括：一中空外框體、數個傳動組件、一左傳動環本體及右傳動環本體。中空外框體內側具有一環狀隔板，環狀隔板係將中空外框體內側區隔 為一左側驅動部及一右側驅動部，左側驅動部及右側驅動部分別具有數個間隔地設置的凹槽狀的限位槽。數個傳動組件分別對應設置於該些限位槽中，各傳動組件包括有至少一彈性單元及一滾動單元；各傳動組件對應設置於限位槽中時，彈性單元的兩端分別抵頂於限位槽一側的內壁及滾動單元。左傳動環本體具有間隔地設置的數個楔齒，該些楔齒設置於左傳動環本體的一側或是左傳動環本體內側的徑向方向，左傳動環本體能透過該些楔齒受一外部驅動力驅動，而於中空外框體的左側驅動部中旋轉；左傳動環本體的外周緣形成有一左環狀導軌，左環狀導軌內形成有凹槽狀的一左環狀容置槽。其中，左傳動環本體設置於中空外框體的左側驅動部時，設置於左側驅動部的該些限位槽中的該些滾動單元，係被其所對應的限位槽的內壁與左環狀容置槽的內壁所包覆，而該些滾動單元、該些限位槽及左環狀導軌，能據以限制左傳動環本體於左環狀導軌中的活動。右傳動環本體具有間隔地設置的數個楔齒，該些楔齒設置於右傳動環本體的一側或是右傳動環本體內側的徑向方向，右傳動環本體能透過該些楔齒受一外部驅動力驅動，而於中空外框體的右側驅動部中旋轉；右傳動環本體的外周緣形成有一右環狀導軌，右環狀導軌內形成有凹槽狀的一右環狀容置槽。其中，右傳動環本體設置於中空外框體的右側驅動部時，對應設置於右側驅動部的該些限位槽中的該些滾動單元，係被其所對應的限位槽的內壁與右環狀容置槽的內壁所包覆，而該些滾動單元、該些限位槽及右環狀導軌，能據以限制右傳動環本體於右環狀導軌中的活動。

本創作的有益效果可以在於：

1.透過左環狀導軌及右環狀導軌，其該些限位槽與該些滾動單元的相互配合，據以可有效降低該些滾動單元及彈性單 元受外部驅動單元驅動時，所承受的軸向作用力，據以可有效降低滾動單元及彈性單元的損耗，進而可提升整體離合器的使用壽命。

2.本創作的一體式雙向離合器之左傳動環本體、右傳動環本體及該些傳動組件是並排設置於中空外框體中，因此，可解決習知技術，考量相同要求條件下，兩個單向器分開或重疊設置時，會使得單向器組裝難、重量重、體積大、成本高等問題，而本創作的一體式雙向離合器，相較於習知技術，具有體積小、成本低、重量輕及容易組裝等優點。

為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

1、2、3、4‧‧‧一體式雙向離合器

10、60、90、110‧‧‧中空外框體

11、401‧‧‧左環狀導軌

111、4011‧‧‧左環狀容置槽

12、501‧‧‧右環狀導軌

121、5011‧‧‧右環狀容置槽

13、601‧‧‧隔板

14‧‧‧連接單元

20‧‧‧左傳動環組件

21、40、70、100‧‧‧左傳動環本體

211、311、602a、602b‧‧‧限位槽

2111、3111、6021a、6021b‧‧‧深槽部

2112、3112、6022a、6022b‧‧‧淺槽部

212、312、402、502‧‧‧楔齒

213、313、603a、603b‧‧‧安裝孔

22、32、61、91、120‧‧‧傳動組件

221、321、611、911、1201‧‧‧彈性單元

222、322、612、912、1202‧‧‧滾動單元

30‧‧‧右傳動環組件

31、50、80‧‧‧右傳動環本體

A‧‧‧右側驅動部

B‧‧‧左側驅動部

D1‧‧‧第一徑長

D2‧‧‧第二徑長

L1‧‧‧順向方向

L2‧‧‧逆向方向

O‧‧‧左傳動環本體中心

圖1~3為習知技術的示意圖。

圖4~5為本創作的一體式雙向離合器的第一實施例的不同角度的分解示意圖。

圖6為本創作的一體式雙向離合器的第一實施例的中空外框體的剖面示意圖。

圖7為本創作的一體式雙向離合器的第一實施例的左傳動環組件的剖面示意圖。

圖8為本創作的一體式雙向離合器的第一實施例的左傳動環組件的另一剖面示意圖。

圖9、10為本創作的一體式雙向離合器的第一實施例的中空外框體與左傳動環組件的作動示意圖。

圖11、12為本創作的一體式雙向離合器的第一實施例的中空外框體與右傳動環組件的作動示意圖。

圖13、14為本創作的一體式雙向離合器的第二實施例的分解示意圖。

圖15為本創作的一體式雙向離合器的第二實施例的左傳動環本體的剖面示意圖。

圖16為本創作的一體式雙向離合器的第二實施例的中空外框體的剖面示意圖。

圖17為本創作的一體式雙向離合器的第二實施例的中空外框體的另一剖面示意圖。

圖18~19為本創作的一體式雙向離合器的第二實施例的中空外框體與左傳動環組件的作動示意圖。

圖20~21為本創作的一體式雙向離合器的第二實施例的中空外框體與右傳動環組件的作動示意圖。

圖22為本創作的一體式雙向離合器的第三實施例的作動示意圖。

圖23為本創作的一體式雙向離合器的第四實施例的示意圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本創作之一體式雙向離合器的實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點與功效。本創作亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。又本創作之圖式僅為簡單說明，並非依實際尺寸描繪，亦即未反應出相關構成之實際尺寸，先予敘明。以下之實施方式係進一步詳細說明本創作之觀點，但並非以任何觀點限制本創作之範疇。

〔第一實施例〕

請一併參閱圖4及圖5，其為本創作的一體式雙向離合器的第一實施例的分解示意圖。本創作的一體式雙向離合器適用於中軸 動力輸出的電動自行車(圖未示)，而一體式雙向離合器1是與電動自行車的中置齒盤(圖未示)機械連接，而該雙向離合器1能選擇性地使至少一外部驅動單元(踏板、馬達)，驅動中置齒盤向設定之方向旋轉。

如圖所示，一體式雙向離合器1包括有一中空外框體10、一左傳動環組件20及一右傳動環組件30。中空外框體10與電動自行車的中置齒盤(圖未示)機械連接，例如可以是透過數個鎖固件，而與中置齒盤機械連接。左傳動環組件20設置於中空外框體10的左側(即圖中的X軸方向)，而右傳動環組件30設置於中空外框體10的右側(即圖中負X軸方向)；左傳動環組件20及右傳動環組件30能分別直接受兩側不同的外部驅動力(例如人力踩踏及馬達驅動)，而分別於中空外框體10內旋轉，並可帶動中空外框體10隨之向設定之方向旋轉。

進一步來說，請一併參閱圖4及圖6，圖6為中空外框體10的剖視圖。中空外框體10內部包括有間隔並排設置的一左環狀導軌11及一右環狀導軌12，且左環狀導軌11與右環狀導軌12中間設置有一環狀隔板13。左環狀導軌11內形成有一凹槽狀的左環狀容置槽111，而右環狀導軌12內形成有一凹槽狀的右環狀容置槽121。其中，左環狀容置槽111及右環狀容置槽121可以是呈圓弧狀凹槽或是平面狀凹槽。中空外框體10的外周緣更可以包括有數個連接單元14，其可是用以與數個鎖固件(圖未示)相互配合，而使中空外框體10能鎖固於中置齒盤上；當然，連接單元14的個數及其外型，皆可依據實際中置齒盤的外型而對應改變，並不受限於圖中所示。

請一併參閱圖7及圖8，其為左傳動環組件20的兩個不同方向的剖視圖。如圖7所示，左傳動環組件20包括有一左傳動環本 體21及數個傳動組件22、左傳動環本體21為中空結構，其外周緣具有數個間隔設置的限位槽211，且左傳動環本體21內周緣具有數個間隔設置的楔齒212，該些楔齒212能與一外部驅動單元(圖未示，例如是馬達)機械連接，而使左傳動環本體21能受該外部驅動單元驅動而向特定方向旋轉。值得一提的是，於圖7中楔齒212是以設置於左傳動環本體21的內側的徑向方向的卡溝形式為例，但於實際應用中，左傳動環本體21的楔齒212的外型及其設置位置，可以是依據需求加以變化，不侷限於圖中所示，舉例來說，該些楔齒212亦可以是設置於左傳動環本體21的一側，而為卡榫形式。

數個傳動組件22對應設置於該些限位槽211中。各傳動組件22包括有一彈性單元221及一滾動單元222。設置於各限位槽211中的彈性單元221的兩端分別抵頂於滾動單元222及限位槽211的內壁(如圖4所示)。於本實施例中，彈性單元221是以壓縮彈簧為例，而滾動單元222則以圓形珠狀體的滾珠為例，但不侷限於此。在另外的實施中，彈性單元221的個數亦可以是配合滾動單元222的外型不同，而具有不同數量。

值得一提的是，各限位槽211於左傳動環本體21的外周緣對應形成有一開口(圖未標示)，其限位槽長度可以是小於未受擠壓的彈性單元221及滾動單元222的長度和，而彈性單元221及滾動單元222通過安裝孔213設置於限位槽211中時，彈性單元221可以被滾動單元222及限位槽211的內壁擠壓，而呈現壓縮狀態，據以使滾動單元222能受彈性單元221推抵而抵靠限位槽211的一側。

如圖4、7、8所示，左傳動環本體21更可以對應於該些限位槽211包括有數個安裝孔213，各安裝孔213可以是設置於該左傳 動環本體21的一側，而對應與該些限位槽211相互連通，據以，該些傳動組件22可以通過該些安裝孔213，而對應設置於該些限位槽211中。具體來說，各傳動組件22實際裝設方式可以是依序使彈性單元221及滾動單元222通過安裝孔213而設置於限位槽211中，如此可快速且方便地完成傳動組件22的安裝；相對地，當任一傳動組件22需要更換時，使用者亦可以快速地對特定的傳動組件22進行更換。

請一併參閱圖8、10、12所示，左傳動環本體21的各限位槽211包括有一深槽部2111及一淺槽部2112，該深槽部2111的底部與左傳動環本體21的外周緣的距離大於該淺槽部2112的底部與左傳動環本體21的外周緣的距離，而於左傳動環本體21的剖面示意圖中，深槽部2111與淺槽部2112的底壁呈現為傾斜狀。各滾動單元222位於其所對應的限位槽211的深槽部2111時，該滾動單元222的中心與左傳動環本體21的中心O連線定義為一第一徑長D1；而各滾動單元222於其所對應的限位槽211的淺槽部2112時，該滾動單元222的中心與左傳動環本體21的中心O連線定義為一第二徑長D2；其中，該第一徑長D1小於該第二徑長D2。

於較佳的實施中，各該滾動單元222位於其所對應的限位槽211的淺槽部2112時，該滾動單元222的大於二分之一的部分外露於該限位槽211，而該些外露於限位槽211外的滾動單元222能與中空外框體10的內壁相互卡合，而使該左傳動環組件20能與該中空外框體10共同向相同的方向旋轉。相對地，各滾動單元222位於其所對應的限位槽211的深槽部2111時，該滾動單元222的少於二分之一的部分外露於該限位槽211，據以使左傳動環組件20於中空外框體10旋轉時，不隨之同步旋轉；或者是使左傳動環 組件20在與中空外框體10向不同方向旋轉時，彼此不會相互連動。

特別說明的是，當設置有數個傳動組件22的左傳動環本體21設置於中空外框體10中時，左傳動環組件22的該些滾動單元222被左傳動環本體21的限位槽211及左環狀容置槽111的內壁所包圍；相對地，右傳動環組件的該些滾動單元322亦如同圖10所示，其亦會被右傳動環本體31的限位槽311及右環狀容置槽的內壁所包圍。如此，該些滾動單元22(32)、該些限位槽211(311)及該左(右)環狀導軌11(12)，能據以限制該左(右)傳動環本體21(31)於該左(右)環狀導軌11(12)中的活動；且該些限位槽211(311)及該左(右)環狀導軌(11)12能有效地降低該些滾動單元222(322)所承受的軸向作用力，進而可有效地提升雙向離合器的使用壽命。

請一併參閱圖5、8、10，於本實施例中，右傳動環組件30與左傳動環組件20的差異僅在於楔齒212、312的態樣不同，及各構件於圖式中的標號有所不同，以下僅簡述右傳動環組件30的主要構件，其詳細作用與前述左傳動環組件20相同，於此不再贅述。右傳動環組件30包括有一右傳動環本體31及數個傳動組件32。右傳動環本體31為中空結構，其外周緣包括有數個限位槽311，且右傳動環本體31的一側設置有數個楔齒312，其可使右傳動環本體31與另一外部驅動單元(圖未示)機械連接，而使右傳動環組件30能受該另一外部驅動單元的驅動力驅動，而向特定方向旋轉。該些傳動組件32對應設置於該些限位槽311中，各傳動組件32包括有一彈性單元321及一滾動單元322。其中，該些限位槽311同樣包括有一深槽部3111及一淺槽部3112。另外，右傳動環本體31對應於該些限位槽311，同樣具有數個安裝孔313，該些安裝孔313對應與該些限位槽311相互連通。

請參閱圖9，在實際應用中，當左傳動環組件20受馬達驅動，而向順向方向L1旋轉時，設置於左傳動環本體21的該些限位槽211中的該些滾動單元222，會分別隨左傳動環本體21轉動，而分別位於其所對應的限位槽211的淺槽部2112中(如圖8及圖10所示)，藉此，該些滾動單元222將會與中空外框體10相互卡合，進而使得左傳動環組件20與中空外框體10一併受馬達驅動而向順向方向L1旋轉，以帶動電動自行車向前進。

於此同時，如果騎乘者同時踩踏板，帶動右傳動環組件30向順向方向L1旋轉時，右傳動環組件30的該些滾動單元322將會隨之移動至其所對應的限位槽311的淺槽部3112中，據以使得右傳動環組件30的該些滾動單元322與中空外框體10相互卡合(如圖8及圖10所示)，進而使得右傳動環組件30帶動中空外框體10向順向方向L1旋轉；即，騎乘者向前踏所產生的作用力，將透過右傳動環組件30而與馬達一併驅動中空外框體10向順向方向L1旋轉。簡單來說，當馬達驅動左傳動環本體10向順向方向L1旋轉時，如果騎乘者同時向前踩踏，則自行車將同時受到馬達及人力踩踏的兩種動力作用，而向前行進。

相反地，當馬達驅動左傳動環組件20向順向方向L1旋轉，而使自行車向前行進時，若騎乘者向後踩踏，則右傳動環組件30的該些滾動單元32將分別移動至其所對應的限位槽311的深槽部3111中(如圖8及圖12所示)，而右傳動環組件30不會與中空外框體10相互卡合，據以使得右傳動環組件30相對於中空外框體10呈現空轉的狀態。換言之，騎乘者如果在馬達驅動左傳動環組件20旋轉而帶動自行車向前行進時，向後踩踏而使右傳動環組件30向相反於順向方向L1的方向旋轉時，由於右傳動環組件30相對於中空外框體10呈現空轉狀態，所以騎乘者向後踩踏的作用力 並不會影響自行車的行進。

如圖11所示，當馬達未驅動左傳動組件20旋轉，且騎乘者向後踩踏，而帶動右傳動環組件30向逆向方向L2旋轉時，右傳動環組件30的該些滾動單元322的二分之一以上的部分將位於其所對應的限位槽311中，而使得右傳動環組件30不會與中空外框體10相互卡合，進而不會帶動自行車的齒盤轉動。換言之，當騎乘者向後踩踏時，由於其所帶動的右傳動環組件30不會連動中空外框體10旋轉，因此，無論當時馬達是否驅動自行車向前進，自行車的齒盤皆不會受右傳動環組件30的連動而轉動。

特別說明的是，請一併參閱圖9及圖11，於較佳的實施例中，左傳動環本體21的該些安裝孔213及右傳動環本體31的該些安裝孔213，可以是分別設置於左傳動環本體21與右傳動環本體31彼此不相面對的一側，亦即，左傳動環本體21及右傳動環本體31分別設置於中空外框體10的左環狀導軌11及右環狀導軌12中時，左傳動環本體21的該些安裝孔213是面向於中空外框體10的一側開口，而右傳動環本體31的該些安裝孔213則是面向於中空外框體10的另一側開口。如此，使用者於裝設(或是更換)左傳動環組件20及右傳動環組件30時，可以是先將左傳動環組件20與右傳動環組件30分別由中空外框體10的兩側的開口裝設於中空外框體10的左環狀導軌11及右環狀導軌12中，而後再將左傳動環組件20的該些傳動組件22及右傳動環組件30的該些傳動組件22，分別透過左傳動環組件20及右傳動環組件30的該些安裝孔213、313裝設於左傳動環本體21及右傳動環本體31的該些限位槽211、311中。是以，本創作的一體式雙向離合器1可達到可快速且簡易地安裝的功效。

〔第二實施例〕

請一併參閱圖13及圖14，其為本創作的一體式雙向離合器的第二實施例的分解圖；本實施例各構件的連動關係，與前述實施例相似，以下僅針對不同構件進行詳細說明，其餘部分請參閱前述實施例。如圖所示，一體式雙向離合器2包括有一左傳動環本體40、一右傳動環本體50、一中空外框體60及數個傳動組件61。 其中，左傳動環本體40及右傳動環本體50能並排設置於中空外框體60內，且可分別受不同的外部驅動力驅動，而於中空外框體60中旋轉；左傳動環本體40及右傳動環本體50向特定方向旋轉時，能透過該些傳動組件61，而選擇性地帶動中空外框體60隨之向設定方向旋轉。

進一步來說，請一併參閱圖13至圖15，左傳動環本體40具有數個等距設置的楔齒402，其設置於左傳動環本體40的內側徑向方向；當然，在實際應用中，楔齒402的設置位置、個數及其外型等，可依據需求加以設計，不限制於圖中所示。左傳動環本體40的外周緣形成有一左環狀導軌401，而該左環狀導軌401內形成有一左環狀容置槽4011。類似地，右傳動環本體50具有數個等距設置的楔齒502，其外凸設置於右傳動環本體50的一側。右傳動環本體50的外周緣形成有一右環狀導軌501，而該右環狀導軌501內形成有一右環狀容置槽5011。其中，於本實施例圖中，左環狀容置槽4011及右環狀容置槽5011的截面是呈現圓弧狀，但實際應用中，可依據傳動組建的滾動單元的不同而加以變化。

請一併參閱圖13、圖16及圖17，中空外框體60內側設置有一環狀隔板601，該環狀隔板601係將中空外框體60內側區隔為一左側驅動部A及一右側驅動部B，該左側驅動部A及該右側驅動部B分別形成有數個等距設置的限位槽602a、602b。中空外框 體60更包括有數個安裝孔603a、603b，其分別鄰近於左側驅動部A的該些限位槽602a及鄰近於右側驅動部B的該些限位槽602b，設置於中空外框體60的兩側或是外周緣，且各安裝孔603a、603b與其所對應的限位槽602a、603b相連通。

如圖17所示，各限位槽602a(602b)可以是傾斜地形成於中空外框體60的內側，而各限位槽602a(602b)的兩端分別定義為一淺槽部6021a(6021b)及一深槽部6022a(6022b)；即，深槽部6022a(6022b)的底壁與中空外框體60的內周緣表面的距離大於淺槽部6021a(6021b)的底壁與中空外框體60的內周緣表面的距離。

請復參圖13及圖14，數個傳動組件61對應設置於該些限位槽602a、602b中，各傳動組件61包括有一滾動單元612及一彈性單元611。該些傳動組件61對應設置於該些限位槽602a、602b中時，各彈性單元611的兩端分別對應抵頂於限位槽602a、602b一側的內壁及滾動單元612，而各滾動單元612則被彈性單元611抵頂，而抵靠於其所對應的限位槽602a、602b的另一側的內壁。其中，各傳動組件61的彈性單元611及滾動單元612可依序通過其中一安裝孔603a、603b，設置於限位槽602a、602b中；如此，使用者可輕易且快速地完成各傳動組件61的組裝，同樣地，使用者亦可以藉此輕易且快速地卸除設置於限位槽602a、602b中的傳動組件61。特別說明的是，於實際應用中，該些安裝孔603a、603b的設置位置，不侷限於圖中所示，亦可以是設置於中空外框體60的外周緣。

值得一提的是，當該些彈性單元611及該些滾動單元612分別設置於中空外框體60的右側驅動部A及左側驅動部B時，位於中空外框體60的左側驅動部A中的該些滾動單元612，係被其所對應的限位槽602a的內壁及左環狀容置槽4011的內壁所包覆， 而位於中空外框體60的右側驅動部B中的該些滾動單元612，則是被其所對應的限位槽602a的內壁及右環狀容置槽5011的內壁所包覆。

請一併參閱圖18及圖19，其顯示左傳動環本體40及右傳動環本體50設置於中空外框體60中時的剖面示意圖。如圖所示，當左傳動環本體40透過該些楔齒402受到馬達驅動，而向順向方向L1旋轉時，中空外框體60的該些傳動組件61將與左傳動環本體40相互卡合，據以使得中空外框體60隨左傳動環本體40向順向方向L1旋轉；即，當馬達驅動左傳動環本體40時，透過對應設置於中空外框體60的左側驅動部A(請復參圖16)的該些傳動組件61，左傳動環本體40將與中空外框體60相互卡合，而隨之向順向方向L1旋轉。進一步來說，如圖19所示，當中空外框體60與左傳動環本體40相互卡合時，該些滾動單元612將由其所對應的限位槽的深槽部6021a移動至淺槽部6022a。

承上，與前述實施例相似的，在馬達驅動左傳動環本體40向順向方向旋轉L1時，如果騎乘者向前踩踏，將間接驅動右傳動環本體50同樣向順向方向L1旋轉，而設置中空外框體60的右側驅動部A的該些傳動組件61，將使右傳動環本體50與中空外框體60相互卡合，進而讓中空外框體60同時受馬達的驅動及騎乘者踩踏的驅動，而向順向方向L1旋轉。簡而言之，當馬達驅動左傳動環本體40旋轉時，如果騎乘者向前踩踏，則會使自行車同時受到騎乘者及馬達的驅動而向前行進；如此，騎乘者在騎乘陡坡時，將可以得到馬達所產生的驅動力輔助，而能得到相對輕鬆的騎乘體驗。

相對地，在馬達驅動左傳動環本體40向順向方向L1旋轉時，如果騎乘者沒有踩踏踏板，則位於中空外框體60的右側驅動部A 的該些傳動組件61，將不與右傳動環本體50相互卡合，而中空外框體60與右傳動環本體50間呈現空轉狀態(如圖21所示的狀態)。

如圖20及如圖21所示，在另外的情況下，當馬達驅動左傳動環本體40向順向方向L1旋轉，而使得中空外框體60隨之旋轉時，如果騎乘者向後踩踏，右傳動環本體50將受驅動而向逆向方向L2旋轉，此時，位於中空外框體60的右驅動部B的該些滾動組件61將不與右傳動環本體50相互卡合，而使得右傳動環本體50與中空外框體60間呈現空轉的狀態。換言之，當馬達透過左傳動環本體40及中空外框體60，而驅動中置齒盤旋轉，以使自行車向前進時，如果騎乘者向後踩踏，則透過位於中空外框體60的右側驅動部A的該些傳動組件61，騎乘者所帶來的驅動力，將不會傳遞至中置齒盤，而不會影響自行車的前進。進一步來說，如圖21所示，當騎乘者向後踩踏時，位於中空外框體60的右驅動部A的該些滾動單元612將由其所對應的淺槽部6022b移動至深槽部6021b，進而使得右傳動環本體50相對於中空外框體60呈現空轉的狀態，而不會與中空外框體60相互卡合。

值得一提的是，右傳動環本體50與中空外框體60的該些滾動單元612相互卡合，而左傳動環本體40不與中空外框體60相互卡合時，位於中空外框體60的左側驅動部A的該些滾動單元612的少於二分之一的部分是外露於其所對應的限位槽602a，而位於中空外框體60的右側驅動部B的該些滾動單元612的大於二分之一的部分是外露於其所對應的限位槽602b。

補充說明的是，如圖19所示，各滾動單元612位於其所對應的限位槽602a的深槽部6022a時，滾動單元612的中心與左傳動環本體40的中心連線定義為一第一徑長D1；如圖32所示，各滾 動單元612於其所對應的限位槽602a的淺槽部6021a時，各滾動單元612的中心與左傳動環本體40的中心連線定義為一第二徑長D2；其中，第一徑長D1小於第二徑長D2。

〔第三實施例〕

請參閱圖22所示，其為本創作的一體式雙向離合器的第三實施例的示意圖。如圖所示，一體式雙向離合器3包括有一左傳動環本體70、一右傳動環本體80、一中空外框體90及數個傳動組件91；關於該些構件的詳細說明與前述實施例相似，於此不多加贅述。本實施例與前述實施例最大不同之處在於，各傳動組件91的滾動單元912可以是有別於前述實施例的滾珠而為圓柱狀體的滾柱。另外，在其他的應用中，有別於本實施例圖中所示，各傳動組件91可以是具有兩個彈性單元911，而兩個彈性單元911的一端分別抵頂於滾動單元912的一側。

〔第四實施例〕

請參閱圖21所示，其為本創作的一體式雙向離合器的第四實施例的示意圖，其顯示一體式雙向離合器的剖視圖。本實施例的一體式雙向離合器4，包括有左傳動環本體100、中空外框體110、右傳動環組件(圖未標示)及數個傳動組件120，各傳動組件120包括有一彈性單元1201及一滾動單元1202，該些構件的構造及其連動關係與前述第二實施例相似，於此不再贅述。本實施例與前述實施例最大不同之處在於；各傳動組件120的滾動單元1202亦可以是非滾珠或是滾柱的形式，而為圖中所示的楔形體，該楔形體為一具有斜面之一凸塊。

綜合上述，本創作的一體式雙向離合器，透過左傳動環組件及右傳動環組件並排設置於中空外框體的內側的設計，可有效地縮小雙向離合器的體積，進而可達到降低成本的功效。再者，透 過左環狀導軌的左環狀容置槽及右環狀導軌的右環狀容置槽，及該些限位槽的相互配合設計，可有效地包覆該些滾動單元，據以可有效避免左傳動環組件及右傳動環組件，於承受外部驅動單元驅動時，發生因受力不均而偏移的問題，且如此設計可以有效避免滾動單元因受到軸向力作用而毀壞的問題；再者，透過此種設計，無須另外增設用以穩固滾動單元位置的保持器，而雙向離合器的使用壽命，不會被保持器的使用壽命所侷限。

另外，透過該些安裝孔的設計，可有效降低組裝該些傳動組件的時間及其難度，而可大幅提升整體生產效能。另外，由於左傳動環組件及右傳動環組件與中空外框體的相互連結，是透過該些傳動組件達成，因此，左傳動環組件與右傳動環組件於裝設至中空外框體內時，無須額外利用壓配的技術，而可直接輕易地裝設於中空外框體內。相對地，於更換雙向離合器中的左傳動環組件、右傳動環組件或是該些傳動組件時，皆可快速且方便地完成。

以上所述僅為本創作的較佳可行實施例，非因此侷限本創作的專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的保護範圍內。

1‧‧‧一體式雙向離合器

10‧‧‧中空外框體

11‧‧‧左環狀導軌

12‧‧‧右環狀導軌

13‧‧‧隔板

14‧‧‧連接單元

20‧‧‧左傳動環組件

21‧‧‧左傳動環本體

211、311‧‧‧限位槽

212、312‧‧‧楔齒

213‧‧‧安裝孔

22、32‧‧‧傳動組件

221、321‧‧‧彈性單元

222、322‧‧‧滾動單元

30‧‧‧右傳動環組件

31‧‧‧右傳動環本體

Claims (16)

1. 一種一體式雙向離合器，其適用於中軸動力輸出的一電動自行車，該電動自行車設有一中置齒盤，該一體式雙向離合器能選擇性地使至少一外部驅動單元，驅動該中置齒盤向設定之方向旋轉，該一體式雙向離合器包括：一中空外框體，其與該中置齒盤機械連接，該中空外框體內部形成有兩個並排設置的一左環狀導軌及一右環狀導軌，該左環狀導軌內形成有凹槽狀的一左環狀容置槽，該右環狀導軌內形成有凹槽狀的一右環狀容置槽；一左傳動環組件，其可活動地設置於該左環狀導軌中，該左傳動環組件包括：一左傳動環本體，其具有數個楔齒及數個限位槽，該些楔齒間隔地設置於該左傳動環本體的一側或是該左傳動環本體內側的徑向方向，該些限位槽間隔地設置於該左傳動環本體的外周緣；其中，該左傳動環本體透過該些楔齒能受一外部驅動力驅動，而於該左環狀導軌中旋轉；以及數個傳動組件，其對應設置於該些限位槽中，各該傳動組件包括有至少一彈性單元及一滾動單元，各該傳動組件設置於其所對應的該限位槽中時，該彈性單元的兩端分別抵頂於該滾動單元及該限位槽的內壁；其中，該左傳動環組件設置於該左環狀導軌中時，各該滾動單元被其所對應的該限位槽的內壁與該左環狀容置槽的內壁所包覆，而該些滾動單元、該些限位槽及該左環狀導軌，能據以限制該左傳動環本體於該左環狀導軌中的活動；以及 一右傳動環組件，其可活動地設置於該右環狀導軌中，該右傳動環組件包括：一右傳動環本體，其具有數個楔齒及數個限位槽，該些楔齒間隔地設置於該右傳動環本體的一側或是該右傳動環本體內側的徑向方向，該些限位槽間隔地設置於該右傳動環本體的外周緣；其中，該右傳動環本體透過該些楔齒能受一外部驅動力驅動，而於該右環狀導軌中旋轉；以及數個傳動組件，其對應設置於該些限位槽中，各該傳動組件包括有至少一彈性單元及一滾動單元，各該傳動組件設置於其所對應的該限位槽中時，該彈性單元的兩端分別抵頂於該滾動單元及該限位槽的內壁；其中，該右傳動環組件設置於該右環狀導軌中時，各該滾動單元被其所對應的該限位槽的內壁與該右環狀容置槽的內壁所包覆，而該些滾動單元、該些限位槽及該右環狀導軌，能據以限制該右傳動環本體於該右環狀導軌中的活動。
2. 如請求項1所述的一體式雙向離合器，其中該左傳動環本體及該右傳動環本體分別受一外部驅動單元驅動，而分別於該左環狀導軌及該右環狀導軌中向設定之相同方向旋轉時，該左傳動環組件及該右傳動環組件的該些滾動單元分別與該左環狀導軌及該右環狀導軌相互卡合，而該左傳動環組件及該右傳動環組件共同連動該中空外框體向相同方向旋轉；其中，該左傳動環本體與該右傳動環本體分別受該外部驅動單元驅動，而分別於該左環狀導軌及該右環狀導軌中向相反方向旋轉時，該左傳動環組件或該右傳動環組件其中之一的該 些滾動單元與其所對應的該左環狀導軌或該右環狀導軌相互卡合，而該右傳動環組件或該左傳動環組件其中之一的該些滾動單元擠壓其所對應的該彈性單元，而不與其所對應的該右環狀導軌或該左環狀導軌相互卡合，而該中空外框體僅受該左傳動環組件或該右傳動環組件其中之一連動而旋轉。
3. 如請求項2所述的一體式雙向離合器，其中該左傳動環本體及該右傳動環本體的各該限位槽的兩端分別定義為一深槽部及一淺槽部；各該滾動單元位於其所對應的該限位槽的該深槽部時，該滾動單元的中心與該左傳動環本體或該右傳動環本體的中心連線定義為一第一徑長；而各該滾動單元於其所對應的該淺槽部時，各該滾動單元的中心與該左傳動環本體或該右傳動環本體的中心連線定義為一第二徑長，而該第一徑長小於該第二徑長。
4. 如請求項3所述的一體式雙向離合器，其中各該滾動單元位於其所對應的該限位槽的該深槽部時，各該滾動單元的少於二分之一的部分外露於其所對應該限位槽；各該滾動單元位於其所對應的該限位槽的該淺槽部時，各該滾動單元的大於二分之一的部分外露於其所對應的該限位槽。
5. 如請求項1至4其中任一項所述的一體式雙向離合器，其中各該滾動單元為一滾珠、一滾柱或一楔形體；其中，該滾珠為一圓形珠狀體，該滾柱為一圓柱狀體，該楔形體為一具有斜面之一凸塊，該左傳動環本體及該右傳動環本體藉由該些滾動單元，而分別能於該左環狀導軌及該右環狀導軌中徑向旋轉。
6. 如請求項5所述的一體式雙向離合器，其中該左傳動環本體及該右傳動環本體分別包括有數個安裝孔，其對應與該左傳 動環本體及該右傳動環本體的該些限位槽相連通，而該左傳動環組件及該右傳動環組件的該些傳動組件能通過該些安裝孔，而對應進入該些限位槽中；其中該左傳動環本體及該右傳動環本體的該些安裝孔為盲孔，且該左傳動環本體及該右傳動環本體的該些安裝孔的開口彼此不相對，而分別面對於該中空外框體的兩端開口。
7. 如請求項6所述的一體式雙向離合器，其中該中空外框體內形成有一環狀隔板，該環狀隔板位於該左環狀導軌與該右環狀導軌之間。
8. 如請求項7所述的一體式雙向離合器，其中該左環狀容置槽及該右環狀容置槽呈圓弧狀凹槽、平面狀凹槽或是其組合。
9. 如請求項8所述的一體式雙向離合器，其中各該限位槽於該左傳動環本體或該右傳動環本體的外環壁，形成有一開口，該開口的長度小於該彈性單元的未壓縮長度與該滾動單元的直徑和。
10. 一種一體式雙向離合器，其適用於中軸動力輸出的一電動自行車，該電動自行車設有一中置齒盤，該一體式雙向離合器能選擇性地使至少一外部驅動單元，驅動該中置齒盤向順時或逆時方向旋轉，該一體式雙向離合器包括：一中空外框體，其內側具有一環狀隔板，該環狀隔板係將該中空外框體內側區隔為一左側驅動部及一右側驅動部，該左側驅動部及該右側驅動部分別具有數個間隔地設置的凹槽狀的限位槽；數個傳動組件，其分別對應設置於該些限位槽中，各該傳動組件包括有至少一彈性單元及一滾動單元；各該傳動組件對應設置於該限位槽中時，該彈性單元的兩端分別抵頂於 該限位槽一側的內壁及該滾動單元；一左傳動環本體，其具有間隔地設置的數個楔齒，該些楔齒設置於該左傳動環本體的一側或是該左傳動環本體內側的徑向方向，該左傳動環本體能透過該些楔齒受一外部驅動力驅動，而於該中空外框體的該左側驅動部中旋轉；該左傳動環本體的外周緣形成有一左環狀導軌，該左環狀導軌內形成有凹槽狀的一左環狀容置槽；其中，該左傳動環本體設置於該中空外框體的該左側驅動部時，設置於該左側驅動部的該些限位槽中的該些滾動單元，係被其所對應的該限位槽的內壁與該左環狀容置槽的內壁所包覆，而該些滾動單元、該些限位槽及該左環狀導軌，能據以限制該左傳動環本體於該左環狀導軌中的活動；一右傳動環本體，其，具有間隔地設置的數個楔齒，該些楔齒設置於該右傳動環本體的一側或是該右傳動環本體內側的徑向方向，該右傳動環本體能透過該些楔齒受一外部驅動力驅動，而於該中空外框體的該右側驅動部中旋轉；該右傳動環本體的外周緣形成有一右環狀導軌，該右環狀導軌內形成有凹槽狀的一右環狀容置槽；其中，該右傳動環本體設置於該中空外框體的該右側驅動部時，對應設置於該右側驅動部的該些限位槽中的該些滾動單元，係被其所對應的該限位槽的內壁與該右環狀容置槽的內壁所包覆，而該些滾動單元、該些限位槽及該右環狀導軌，能據以限制該右傳動環本體於該右環狀導軌中的活動。
11. 如請求項10所述的一體式雙向離合器，其中該中空外框體 的該左側驅動部及該右側驅動部的各該限位槽的兩端分別定義為一深槽部及一淺槽部；各該滾動單元位於其所對應的該限位槽的該深槽部時，該滾動單元的中心與該左傳動環本體或該右傳動環本體的中心連線定義為一第一徑長；而各該滾動單元於其所對應的該淺槽部時，各該滾動單元的中心與該左傳動環本體或該右傳動環本體的中心連線定義為一第二徑長，而該第一徑長小於該第二徑長。
12. 如請求項11所述的一體式雙向離合器，其中各該滾動單元位於其所對應的該限位槽的該深槽部時，各該滾動單元的少於二分之一的部分外露於其所對應該限位槽；各該滾動單元位於其所對應的該限位槽的該淺槽部時，各該滾動單元的大於二分之一的部分外露於其所對應的該限位槽。
13. 如請求項10至12其中任一項所述的一體式雙向離合器，其中各該滾動單元為一滾珠、一滾柱或一楔形體；其中，該滾珠為一圓形珠狀體，該滾柱為一圓柱狀體，該楔形體為一具有斜面之一凸塊，該左傳動環本體及該右傳動環本體藉由該些滾動單元，而分別能於該左側驅動部及該右側驅動部中徑向旋轉。
14. 如請求項12所述的一體式雙向離合器，其中該中空外框體鄰近於該左側驅動部及該右側驅動部，分別形成有數個安裝孔，鄰近於該左側驅動部的該些安裝孔對應與位於該左側驅動部的該些限位槽相互連通，鄰近於該右側驅動部的該些安裝孔則對應與位於該右側驅動部的該些限位槽相互連通，而該些傳動組件能透過該些安裝孔，對應設置於該些限位槽中；其中，鄰近於該左側驅動部的該些安裝孔形成於該中空外框體的外周緣或是該中空外框體鄰近於該左側驅動部的 一側，鄰近於該右側驅動部的該些安裝孔則形成於該中空外框體的外周緣或是該中空外框體鄰近於該右側驅動部的一側。
15. 如請求項14所述的一體式雙向離合器，其中該左環狀容置槽及該右環狀容置槽呈圓弧狀凹槽、平面狀凹槽或是其組合。
16. 如請求項15所述的一體式雙向離合器，其中各該限位槽於該中空外框體的內側，形成有一開口，該開口的長度小於該彈性單元的未壓縮長度與該滾動單元的直徑和。