TWM590562U - 自行車電子換檔裝置 - Google Patents
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Abstract
本創作係提供一種自行車電子換檔裝置，其包含：一傳動元件，其傳動設置有一調整部件，該調整部件係用以傳動接設於一變速元件，藉以調整該變速元件之檔位；一感測單元，其係對應感測該傳動元件之轉動位置；一驅動單元，其係對應設置並傳動於該傳動元件；一處理單元，其係訊號連結於該驅動單元、該感測單元及一變檔控制裝置；藉之，變檔控制裝置係用以傳輸變檔指令予處理單元，令處理單元控制驅動單元使傳動元件轉動而對該變速元件進行換檔，並於該感測單元對應感測該傳動元件轉動至界定之旋轉位置時，該處理單元即令該驅動單元停止運作，藉以令變速元件之檔位可被準確的切換並定位者。
Description
本創作係一種自行車電子換檔裝置，尤指一種藉由感測單元之設置，以感測傳動元件對於變速元件進行變檔之實際位置，藉以於感測傳動元件轉動至界定之旋轉位置，即停止傳動元件之傳動，藉以達致精確變換檔位之功效者。
按，現今社會對環保議題日漸重視，故世界各國分推行節能減碳之政策，藉以鼓勵產學界可研發替代能源，故令綠色能源科技主要研發的目標之一；而其一者，現行交通工具多係以石油作為動力，而石油燃料所造成的空氣汙染係當前世界各國所欲積極改善的問題，也因此造就騎乘自行車之風氣，為增強自行車的機動性、便利性及實用性而發展出電動自行車及電動車，其相關產業因而分別針對增進電動自行車及電動車性能之標的，且研發使其達到節能減碳及防止空氣汙染之主要目標。
而就自行車或電動自行車而言，多數者，皆具有變速功能，藉以適用於各式使用者或地形，而其變速換檔所採用之變速器，通常係包含外變速器及內變速器，而因外變速器具有體積大、易因外露而受環境因素而損壞之缺失，故有相關業者研發內變速器，使其設置於後輪之輪軸處，並與後輪同軸，且相關零件皆係封閉於其內部，故其零組件不易受外力損壞，且換檔時之流暢度亦遠較習用之變速器高，故為現今多數消費者所青睞。
惟此，對於內變速器之變速而言，多數者係藉由自行車之變速手把或轉盤，藉以透過鋼線拉動變速環，藉以達致調整內變速器檔位之目的；然而，透過鋼線拉動變速環之機制，時常有因其長期操作之下，致使變速手把或轉盤及鋼線之配置位置位移，而有變速不完全或不正確之情事，且並無檔位校正及正確回報之機制，故導致實際變換之檔位有錯亂之問題，而若係應用於電動自行車，由於其通常具有依據踩踏之踏力或產生之扭力而予以換檔之機制，而若檔位未經確認或錯誤換檔，其將影響使用者於騎乘時之舒適性，更甚者，將影響騎乘時之安全性，以及有致內變速器損壞之疑慮。
有鑑於此，本創作人特地針對內變速器換檔之機構加以研究及改良，期以一較佳設計改善上述問題，並在經過長期研發及不斷測試後，始有本創作之問世。
爰是，本創作之目的係為解決前述問題，為達致以上目的，吾等創作人提供一種自行車電子換檔裝置，其包含：一傳動元件，其傳動設置有一調整部件，該調整部件係用以傳動接設於一變速元件，藉以調整該變速元件之檔位；一感測單元，其係對應感測該傳動元件對應於該變速元件檔位之轉動位置；一驅動單元，其係對應設置並傳動於該傳動元件；以及一處理單元，其係訊號連結於該驅動單元、該感測單元及一變檔控制裝置；該變檔控制裝置係用以傳輸一變檔指令予該處理單元，令該處理單元界定對應於該變檔指令之所述檔位及旋轉位置，且控制該驅動單元驅動該傳動元件轉動而調整該變速元件之檔位，並於該感測單元對應感測該傳動元件轉動至界定之旋轉位置時，該處理單元即令該驅動單元停止運作者。
據上所述之自行車電子換檔裝置，其中，該感測單元更包含複數感測元件及一感應裝置，且所述感測元件係對應設置於該傳動元件，並且係對應於該變速元件之檔位及該傳動元件之可動方向而間隔陣列設置者。
據上所述之自行車電子換檔裝置，其中，該感測單元為接觸式感測器或非接觸式感測器。
據上所述之自行車電子換檔裝置，其中，該非接觸式感測器係霍爾感測器或光學感測器，且該感應裝置係耦接於該處理單元。
據上所述之自行車電子換檔裝置，其中，該傳動元件係呈環狀設置，並於其內緣處設有該調整部件。
據上所述之自行車電子換檔裝置，其中，該傳動元件與該驅動單元間，更設有至少一減速裝置。
據上所述之自行車電子換檔裝置，更包含一殼體，其內部設有該傳動元件及該驅動單元，且該殼體係固設於一自行車者。
據上所述之自行車電子換檔裝置，其中，該變速元件為內變速器，且該變速元件設有對應於該調整部件之傳動部件，該傳動部件係可對應調整該變速元件之檔位者。
據上所述之自行車電子換檔裝置，其中，該變檔控制裝置為有線或無線傳輸之電子式換檔裝置。
據上所述之自行車電子換檔裝置，其中，該處理單元更耦接一通訊單元，且該通訊單元係遠端訊號連結於該變檔控制裝置，藉以令該變檔控制裝置藉由遠端訊號將該變檔指令傳輸至該通訊單元，藉以傳遞至該處理單元，並於該處理單元令該驅動單元停止運作時，回傳一檔位指令予該變檔控制裝置，令該變檔控制裝置對應呈現對應於該檔位指令之檔位者。
是由上述說明及設置，顯見本創作主要具有下列數項優點及功效，茲逐一詳述如下：
1.本創作係透過感測單元之設置，藉以感測該傳動元件對應於該變速元件檔位之轉動位置，藉以於變檔控制裝置傳輸變檔指令時，該處理單元即界定對應於該變檔指令之旋轉位置，且控制該驅動單元驅動該傳動元件轉動而調整該變速元件之檔位，藉以於該感測單元對應感測該傳動元件轉動至界定之旋轉位置時，該處理單元即令該驅動單元停止運作，藉可令傳動元件確切調正變速元件之檔位時，令驅動單元隨即停止運作，藉可精確調整變速元件之檔位，使不致檔位調整不當或過度調整而影響者用者之騎乘或導致變速元件損壞者。
本創作係一種自行車電子換檔裝置，其實施手段、特點及其功效，茲舉數種較佳可行實施例並配合圖式於下文進行詳細說明，俾供 鈞上深入瞭解並認同本創作。
首先，請參閱第1圖至第6圖所示，本創作係一種自行車電子換檔裝置，其包含：
一傳動元件1，其傳動設置有一調整部件11，該調整部件11係用以傳動接設於一變速元件2，藉以調整該變速元件2之檔位；
一感測單元3，其係對應感測該傳動元件1對應於該變速元件2檔位之轉動位置；
在一具體之實施例中，該感測單元3係包含複數感測元件31及一感應裝置32，且所述感測元件31係對應設置於該傳動元件1，並且係對應於該變速元件2之檔位及該傳動元件1之可動方向而間隔陣列設置，而就感測單元3而言，其係可為接觸式感測器或非接觸式感測器，而該非接觸式感測器係霍爾感測器或光學感測器，且該感應裝置32係耦接於一處理單元4，藉以令傳動元件1傳動使變換變速元件2之檔位時，將使感應裝置32可對應感應到其一感測元件31；
且需特別說明的是，當感測單元3為霍爾感測器時，則在一實施例中，感測元件31可為磁鐵或磁性材料，為令感應裝置32可藉由感測元件31而精確判斷所調整之檔位，則相鄰之感測元件31，其磁極性係呈相反之配置。
就傳動元件1對於變速元件2之調整而言，在一實施例中該傳動元件1係呈環狀設置，並於其內緣處設有該調整部件11，在其他實施例中，亦可配置於傳動元件1徑向方向之一側，惟其僅係舉例說明，並不以此作為限定；且可知悉者，該變速元件2係可為內變速器，而內變速器通常配置有具有可調整其檔位之變速環，故該變速元件2之變速環設有對應於該調整部件11之傳動部件21，藉以令傳動元件1可藉由調整部件11傳動於傳動部件21，進而可對應調整該變速元件2之檔位者；
一驅動單元5，其係對應設置並傳動於該傳動元件1；在一具體之實施例中，驅動單元5可為馬達，如：步進馬達，而傳動元件1則為可受對應傳動之圓盤或齒盤，惟其僅係舉例說明，並不以此作為限定；而當驅動單元5可為馬達時，為令可予減速或降低傳動之力，故在另一實施例中，該傳動元件1與該驅動單元5間，如第5圖及第6圖所示，更設有至少一減速裝置6，減速裝置6在一實施例中可為具有不同大小或齒距之齒輪，藉以達致減速之功效，在其他實施例中，亦可為單一、複數或組合齒輪、蝸桿、皮帶輪、摩擦輪或鏈齒輪，為其皆僅係舉例說明，並不以此作為限定。
該處理單元4，其係訊號連結於該驅動單元5、該感測單元3及一變檔控制裝置7；就處理單元4之配置而言，在一實施例中，處理單元4、感應裝置32係可被配置於一電路板41；而就變檔控制裝置7而言，該變檔控制裝置7為有線或無線傳輸之電子式換檔裝置，其係用以傳輸一變檔指令予該處理單元4，故可知悉者，電子式換檔裝置係可如第7圖所示，在一實施例中係可具有電動變速按鈕，藉以令使用者可依據換檔需求或時機，而自行透過手動按壓電動變速按鈕而傳輸變檔指令，或可藉由結合現有自動偵測使用者提供之踏力或扭矩，以由微型處理器自動計算所較適之檔位，進而自動發出變檔指令，以自動進行檔位變換而達到騎乘之流暢性及舒適性；而就訊號之傳輸而言，若為有線傳輸之電子式換檔裝置，則係可具有傳輸線，使透過傳輸線將變檔指令傳輸至處理單元4，而若為無線傳輸之電子式換檔裝置，則具有訊號發射器，且在一實施例中，該處理單元4更耦接一通訊單元411，該通訊單元411亦可被配置於該電路板41，該通訊單元411係遠端訊號連結於該變檔控制裝置7之訊號發射器，藉以令該變檔控制裝置7藉由遠端訊號將該變檔指令傳輸至該通訊單元411，藉以傳遞至該處理單元4，惟其皆僅係舉例說明，並不以此作為限定。
就整體之結構配置而言，本創作係可包含一殼體8，其內部設有該電路板41、傳動元件1及該驅動單元5，藉以達致防護之效果，以避免外界環境影響其運作，而為令驅動單元5可穩定旋轉，故且該殼體8係可拆卸的固設於一自行車9之適處之支架或後軸，以防止殼體8受外力或反作用力而旋轉，惟其僅係舉例說明，並不以此作為限定。
藉此，變檔控制裝置7傳輸變檔指令予處理單元4，令該處理單元4界定對應於該變檔指令之所述檔位及旋轉位置，並且控制該驅動單元5驅動該傳動元件1轉動而調整該變速元件2之檔位，並於該感測單元3對應感測該傳動元件1轉動至界定之旋轉位置時，亦即，感應裝置32感應到對應檔位及旋轉位至之感測元件31時，即告完成檔位之精確調整，故該處理單元4隨即令該驅動單元5停止運作，以防過度或錯誤調整檔位。
具體舉例而言，若變檔指令為須向上提升二個檔位，如第8圖所示，處理單元4予以令驅動單元5朝一方向運作傳動並令傳動元件1旋轉而調整變速元件2之檔位，而同時計算感應裝置32感應感測元件31之次數，若當次數為二時，則認定已調整二個檔位而達界定之旋轉位置，故隨即令該驅動單元5停止運作，以達致精確調整檔位之目的及功效；反之，若欲降低檔位時，則係令驅動單元5朝另一方向運作傳動，而感測方式相同，故在此不予贅述。
在另一實施例中，為令反覆確認變檔控制裝置7之檔位指令符合實際之檔位，尤其係為電子式換檔裝置，是以，當該處理單元4令該驅動單元5停止運作時，將回傳一檔位指令予該變檔控制裝置7，令該變檔控制裝置7對應校正對應於該檔位指令之檔位，且於變檔控制裝置7具有顯示螢幕時，亦可對應呈現對應於該檔位指令之檔位，藉以更進一步防止變檔控制裝置7發出不正確之變檔指令，藉可確保使用者於騎乘時之流暢性及安全性，並可防止變速元件2因錯誤調整檔位而損壞者。
綜觀上述，本創作所揭露之技術手段不僅為前所未見，且確可達致預期之目的與功效，故兼具新穎性與進步性，誠屬專利法所稱之新型無誤，以其整體結構而言，確已符合專利法之法定要件，爰依法提出新型專利申請。
惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例，當不能以此作為限定本創作之實施範圍，即大凡依本創作申請專利範圍及說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬於本創作專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧傳動元件
11‧‧‧調整部件
2‧‧‧變速元件
21‧‧‧傳動部件
3‧‧‧感測單元
31‧‧‧感測元件
32‧‧‧感應裝置
4‧‧‧處理單元
41‧‧‧電路板
411‧‧‧通訊單元
5‧‧‧驅動單元
6‧‧‧減速裝置
7‧‧‧變檔控制裝置
8‧‧‧殼體
9‧‧‧自行車
第1圖係本創作之架構示意圖。
第2圖係本創作之立體示意圖。
第3圖係本創作之立體分解示意圖。
第4圖係本創作於另一視角之立體分解示意圖。
第5圖係本創作殼體部分之立體分解示意圖。
第6圖係本創作移除殼體後之側視示意圖。
第7圖係本創作變檔控制裝置之使用狀態示意圖。
第8圖係第6圖經調整檔位後之使用狀態示意圖。
32‧‧‧感應裝置
4‧‧‧處理單元
41‧‧‧電路板
411‧‧‧通訊單元
5‧‧‧驅動單元
7‧‧‧變檔控制裝置
Claims (10)
- 一種自行車電子換檔裝置，其包含： 一傳動元件，其傳動設置有一調整部件，該調整部件係用以傳動接設於一變速元件，藉以調整該變速元件之檔位； 一感測單元，其係對應感測該傳動元件對應於該變速元件檔位之轉動位置； 一驅動單元，其係對應設置並傳動於該傳動元件；以及 一處理單元，其係訊號連結於該驅動單元、該感測單元及一變檔控制裝置；該變檔控制裝置係用以傳輸一變檔指令予該處理單元，令該處理單元界定對應於該變檔指令之所述檔位及旋轉位置，且控制該驅動單元驅動該傳動元件轉動而調整該變速元件之檔位，並於該感測單元對應感測該傳動元件轉動至界定之旋轉位置時，該處理單元即令該驅動單元停止運作者。
- 如申請專利範圍第1項所述之自行車電子換檔裝置，其中，該感測單元更包含複數感測元件及一感應裝置，且所述感測元件係對應設置於該傳動元件，並且係對應於該變速元件之檔位及該傳動元件之可動方向而間隔陣列設置者。
- 如申請專利範圍第2項所述之自行車電子換檔裝置，其中，該感測單元為接觸式感測器或非接觸式感測器。
- 如申請專利範圍第3項所述之自行車電子換檔裝置，其中，該非接觸式感測器係霍爾感測器或光學感測器，且該感應裝置係耦接於該處理單元。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之自行車電子換檔裝置，其中，該傳動元件係呈環狀設置，並於其內緣處設有該調整部件。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之自行車電子換檔裝置，其中，該傳動元件與該驅動單元間，更設有至少一減速裝置。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之自行車電子換檔裝置，更包含一殼體，其內部設有該傳動元件及該驅動單元，且該殼體係固設於一自行車者。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之自行車電子換檔裝置，其中，該變速元件為內變速器，且該變速元件設有對應於該調整部件之傳動部件，該傳動部件係可對應調整該變速元件之檔位者。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之自行車電子換檔裝置，其中，該變檔控制裝置為有線或無線傳輸之電子式換檔裝置。
- 如申請專利範圍第9項所述之自行車電子換檔裝置，其中，該處理單元更耦接一通訊單元，且該通訊單元係遠端訊號連結於該變檔控制裝置，藉以令該變檔控制裝置藉由遠端訊號將該變檔指令傳輸至該通訊單元，藉以傳遞至該處理單元，並於該處理單元令該驅動單元停止運作時，回傳一檔位指令予該變檔控制裝置，令該變檔控制裝置對應呈現對應於該檔位指令之檔位者。
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