TWM621466U - 自行車輪軸驅動機構 - Google Patents

Abstract

本創作係提供一種自行車輪軸驅動機構，包含有一馬達與一傳動裝置，該馬達係設置於自行車之輪軸一端，其動力輸出軸係垂直輪軸之軸向，該傳動裝置係連接馬達之動力輸出軸與輪軸，包含一齒盤、一減速機構與一傳動件，該齒盤係設置於輪軸之一端，包含一盤面與複數齒，各該齒係位於盤面朝向輪軸一端之一側，該減速機構係連接動力輸出軸，用以將該動力輸出軸之旋轉速度降低後輸出，該傳動件係連接減速組件與齒盤並平行地延伸於齒盤一側，且該傳動件係以底端所設之一齒輪囓接齒盤；藉此，該馬達輸出之動力可驅動自行車之輪軸轉動。

Description

自行車輪軸驅動機構

本創作係與自行車有關，更詳而言之是指一種自行車輪軸驅動機構者。

習知自行車大體上有兩大類型，一種是完全依靠踩踏前進的傳統自行車，另一種是具有電動驅動裝置的電動自行車。

電動自行車之電動驅動裝置大體上包含馬達及將馬達動力傳輸到自行車鏈輪或輪軸之傳動機構，能讓騎乘者在必要時利用馬達產生輔助動力，藉以減少體力的消耗，例如中華民國發明公開第201607830號及新型第M282915號、第M462814號等專利所示。

雖然電動自行車具有可減少體力消耗的優點，不過，發明公開第201607830號所示之以踩踏扭力自動控制電子輔助剎車之電動腳踏車，其電動驅動裝置係裝設於後輪，馬達與傳動元件係平行輪軸，會使馬達突出於自行車外側(特別是馬達體積較大時)，不僅會改變自行車之重心、影響自行車之平衡，且有馬達易碰觸外物之缺點。第 M282915號專利所示之自行車電動驅動裝置係設於前叉，其馬達與傳動元件亦平行輪軸，且馬達係小型馬達、驅動力較弱，但若更換為動力、體積較大之馬達，則馬達將會外突，不僅會增加騎乘自行車時龍頭之重量，亦會提高操控之難度，且亦有馬達易碰觸外物之缺點。而第M462814號專利所示之電動變力換速箱係裝設在自行車之坐墊下方，雖無前述專利之缺點，但其馬達輸出之動力係透過鏈條驅動鏈輪，與前述專利藉由齒輪機構傳輸馬達動力有異，而習知鏈條之傳動效率並不如齒輪機構。基此，前述各專利之電動驅動裝置仍各有其缺點。

本創作之主要目的即在提供一種自行車輪軸驅動機構，其動力傳動效率佳，且不會造成龍頭操控之負擔而影響龍頭之操控，更無改變自行車之重心而影響騎乘時之操控或發生馬達碰觸外物等缺點。

緣是，為達成前述之目的，本創作係提供一種自行車輪軸驅動機構，包含有一馬達，設置於自行車之輪軸一端，其動力輸出軸係垂直輪軸之軸向；一傳動裝置，連接該馬達之動力輸出軸與輪軸，包含一齒盤、一減速機構與一傳動件，該齒盤係設置於輪軸之一端，包含一盤面與複數齒，各該齒係位於盤面朝向輪軸一端之一側，該減速機構係連接動力輸出軸，用以將該動力輸出軸之旋轉速度降低後輸 出，該傳動件係連接減速組件與齒盤並平行地延伸於齒盤一側，且該傳動件係以底端所設之一齒輪囓接齒盤。

較佳地，該馬達係設置於自行車後輪之輪軸一端。

較佳地，更包含有一殼體，該殼體設有一軸孔，供套設於該輪軸之一端而介於花鼓與後上叉之間，包含對接之一盤體與一蓋體，該盤體係對應花鼓，該蓋體係對應後上叉，該蓋體包含一半殼部與一連通部，該半殼部概呈朝盤體方向開口之圓盤殼狀，該齒盤係介於半殼部與盤體之間，該連通部係突設於半殼部頂端一側並連接減速機構一端，該傳動件係延伸於連通部內。

較佳地，該連通部概呈頂端開口及底端一側開口之圓筒殼狀，該傳動件係透過連通部底端一側之開口囓接齒盤。

較佳地，該減速機構係包含有一外殼與一行星齒輪減速單元，該外殼概呈頂、底端開口之圓筒狀，連接該馬達，該連通部係連接外殼之底端，該行星齒輪減速單元係包含複數行星齒輪與一內齒輪件，該內齒輪件概呈頂端開口之筒狀，其內側設有一內齒輪，各該行星齒輪係囓接馬達之動力輸出軸與內齒輪，該傳動件係連接內齒輪件底端。

較佳地，該齒盤係傘齒盤，該齒輪係直傘齒輪，該動力輸出軸係齒桿。

本創作：

10:自行車輪軸驅動機構

12:馬達

14:傳動裝置

22:動力輸出軸

24:殼體

26:齒盤

28:減速機構

30:傳動件

32:軸孔

34:盤體

36:蓋體

38:半殼部

40:連通部

42:盤面

44:齒

46:外殼

48:行星齒輪減速單元

50:行星齒輪

52:內齒輪件

54:內齒輪

56:齒輪

習用：

1:自行車後輪

2:輪軸

3:花鼓

4:後上叉

第一圖係本創作一較佳實施例裝設於後輪輪軸之部分側視圖。

第二圖係本創作一較佳實施例裝設於後輪輪軸之部分後視圖。

第三圖係本創作一較佳實施例之部分示意圖，顯示齒盤、減速機構與傳動件之聯結關係。

第四圖係本創作一較佳實施例中馬達與傳動裝置之部分立體分解圖。

第五圖係本創作一較佳實施例中傳動裝置未設置蓋體之部分立體分解圖。

以下，茲舉本創作一較佳實施例，並配合圖式做進一步之詳細說明如後：

請參閱第一圖至第五圖所示，本創作一較佳實施例之自行車輪軸驅動機構10，包含有一馬達12與一傳動裝置14。

該馬達12，係設置於自行車後輪1之輪軸2一端，其動力輸出軸22係垂直輪軸2之軸向(平行地面)，且該動力輸出軸22係齒桿。

該傳動裝置14，係連接該馬達12之動力輸出軸22與輪軸2，包含一殼體24、一齒盤26、一減速機構28與一 傳動件30。該殼體24設有一軸孔32，供套設於該輪軸2之一端而介於自行車後輪之一花鼓3與一後上叉4之間，具有相對鎖接之一盤體34與一蓋體36，該盤體34係對應花鼓3，該蓋體36係對應後上叉4，該蓋體36具有一半殼部38與一連通部40，該半殼部38係呈朝盤體34方向開口之圓盤殼狀，該連通部40概呈頂端開口及底端一側開口之圓筒殼狀並連接減速機構28底端。該齒盤26係中心穿設有軸孔之傘齒(或稱錐齒)盤，具有一盤面42與位於盤面42朝向輪軸二端之一側複數齒44，係介於該半殼部38與盤體34之間並套設於輪軸2而可與輪軸2同步旋轉，各該齒44係直傘齒(各該齒44係傘齒型式且延伸方向對應盤面42軸心)。該減速機構28係連接動力輸出軸22，用以將該動力輸出軸22之旋轉速度降低後輸出，包含有一外殼46與一行星齒輪減速單元48，該外殼46概呈頂、底端開口之圓筒狀，連接該馬達12，該連通部40係連接外殼46之底端，該行星齒輪減速單元48係習知行星齒輪減速機構，包含複數行星齒輪50等元件，此處不予贅述其詳細構成，本創作該行星齒輪減速單元48係更包含一內齒輪件52，該內齒輪件52概呈頂端開口之筒狀，其內側設有一內齒輪54，各該行星齒輪50係囓接動力輸出軸22與內齒輪54。該傳動件30係延伸於連通部40內部，其頂端係固接該內齒輪件52之底端並平行地延伸於齒盤26一側，且該傳動件30係以底端所設之一齒輪56囓接齒盤26之複數齒44，該齒輪56係傘齒輪 型式。

此外，更包含有一電池(圖中未示)，設置於自行車之車架並電性連接該馬達12，用以提供該馬達12運作所需之電力。

藉此，本創作該自行車輪軸驅動機構10之運作方式及特色、功效如下：

該馬達12運作時，該動力輸出軸22之旋轉動力係透過行星齒輪減速單元48之各行星齒輪50及內齒輪件52適當減速後傳遞至傳動件30，使得該齒盤26可受到傳動件30帶動而旋轉，進而使該輪軸2隨著齒盤26同步轉動，基此，即可利用該馬達12產生之動力使自行車之後輪轉動，產生電動輔助動力。

由於該自行車輪軸驅動機構10係設置於自行車之後輪一側，整體之重量係施加於後輪，不會有習知電動驅動裝置設置於自行車之前輪一側而造成龍頭操控之負擔、影響龍頭操控之缺點。

其次，該馬達12之動力輸出軸22係垂直輪軸2之軸向(即垂直地面)，且該傳動件30係由上而下地囓接齒盤26，因此，本創作該自行車輪軸驅動機構10不會突出自行車外側，不會發生習知電動驅動裝置之馬達橫向突出(馬達之動力輸出軸平行輪軸)自行車外側而會改變自行車之重心、影響騎乘時之操控及易碰觸外物之缺點。

再者，該馬達12輸出之動力係透過以齒輪囓接之減速機構28、傳動件30與齒盤26傳遞至輪軸2，動力傳遞之效率較習知部分利用鏈條傳輸馬達動力之電動驅動裝置更佳。

當然，即使本創作該自行車輪軸驅動機構10係設置於自行車前輪之輪軸，由於該馬達12係垂直地面而非橫向突出，仍無馬達易碰觸外物之缺點，亦不會過於造成龍頭操控之負擔或改變自行車重心而影響騎乘操控性。

綜上所述，本創作所提供之自行車輪軸驅動機構，其透過各該馬達、減速機構、傳動件與齒盤之配合，可利用該馬達輸出之動力促使輪軸旋轉，而使自行車之後輪轉動、產生電動輔助動力，動力傳動效率佳，且，不會造成龍頭操控之負擔而影響龍頭之操控，更不會改變自行車之重心而影響騎乘時之操控及發生馬達碰觸外物之缺點，可供將現有的自行車改裝為電動自行車；緣是，本創作確實符合新型專利之要件，爰依法提出申請。

惟，以上所述僅為本創作之一較佳實施例，當不能以此限定本創作之申請專利保護範圍，舉凡依本創作之申請專利範圍及說明書內容所作之簡單的等效變化與替換，皆應仍屬於本創作申請專利範圍所涵蓋保護之範圍內。

12:馬達

14:傳動裝置

2:輪軸

3:花鼓

Claims (6)

1. 一種自行車輪軸驅動機構，包含有：

   一馬達，設置於自行車之輪軸一端，其動力輸出軸係垂直輪軸之軸向；及

   一傳動裝置，連接該馬達之動力輸出軸與輪軸，包含一齒盤、一減速機構與一傳動件，該齒盤係設置於輪軸之一端而與輪軸同步旋轉，包含一盤面與複數齒，各該齒係位於盤面朝向輪軸一端之一側，該減速機構係連接動力輸出軸，用以將該動力輸出軸之旋轉速度降低後輸出，該傳動件係連接減速組件與齒盤並平行地延伸於齒盤一側，且該傳動件係以底端所設之一齒輪囓接齒盤。
2. 如請求項1所述之自行車輪軸驅動機構，其中，該馬達係設置於自行車後輪之輪軸一端。
3. 如請求項1或2所述之自行車輪軸驅動機構，其中，更包含有一殼體，該殼體設有一軸孔，供套設於該輪軸之一端而介於花鼓與後上叉之間，包含對接之一盤體與一蓋體，該盤體係對應花鼓，該蓋體係對應後上叉，該蓋體包含一半殼部與一連通部，該半殼部概呈朝盤體方向開口之圓盤殼狀，該齒盤係介於半殼部與盤體之間，該連通部係突設於半殼部頂端一側並連接減速機構一端，該傳動件係延伸於連通部內。
4. 如請求項3所述之自行車輪軸驅動機構，其中，該連通部概呈頂端開口及底端一側開口之圓筒殼狀，該傳動件係透過連通部底端一側之開口囓接齒盤。
5. 如請求項4所述之自行車輪軸驅動機構，其中，該減速機構係包含有一外殼與一行星齒輪減速單元，該外殼概呈頂、底端開口之圓筒狀，連接該馬達，該連通部係連接外殼之底端，該行星齒輪減速單元係包含複數行星齒輪與一內齒輪件，該內齒輪件概呈頂端開口之筒狀，其內側設有一內齒輪，各該行星齒輪係囓接馬達之動力輸出軸與內齒輪，該傳動件係連接內齒輪件底端。
6. 如請求項5所述之自行車輪軸驅動機構，其中，該齒盤係傘齒盤，該齒輪係直傘齒輪，該動力輸出軸係齒桿。

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