TWM621992U - 電助自行車的扭力感測改良裝置 - Google Patents

Abstract

本新型關於一種電助自行車的扭力感測改良裝置，包含有:一扭力感測器，係結設於一扭力套筒上，且該扭力套筒再結設於一齒盤的一BB轉軸的一端，據以感測施加於該BB轉軸之一扭力；一訊號接受器，係結設於該BB轉軸上，並電性連結於該扭力感測器蒐集該扭力訊號；及一訊號發射器，係結設於該BB轉軸上，且更包含有一發射電路板，又該發射電路板電性連接或磁感應於該發射電路板；藉由該訊號接受器及該訊號發射器之間的電性連接或磁感應，將該扭力感測器的數據經由該訊號發射器再傳遞至一電助自行車的一控制器，據以提供該控制器控制一馬達出力的大小。

Description

電助自行車的扭力感測改良裝置

本新型涉及自行車領域，尤指一種電助自行車的輸入扭力感測改良裝置之技術範疇。

按，市場上已有多種不同的電助自行車，針對環保、騎乘輕鬆且舒適等需求，電助自行車的系統可依電助馬達的裝置位置分為前輪、後輪與中置系統，為了要讓馬達能隨時提供適確的輔助扭力，扭力感測裝置對電助自行車則是一項非常重要的裝置。

現己有多種不同的扭力感測裝置（torquesensor），它們大多是將感知器（sensor）裝置在電助自行車上的腳踏曲柄軸、腳踏板、腳踏桿、後輪軸、前齒盤、鏈條或後車架。

但這些扭力感測裝置，多會有一些下列的缺失，如：導致車架結構複雜需要電線連接而不容易組裝、扭力訊號不穩定與易受外力干擾且裝設在外部使用時間久了容易滲水傷害裝置。因此，在實際使用時往往會不方便、扭力控制不精確及感知器維修保養等問題，實有需要進行改善。

緣此，鑑於現有電助自行車上的扭力感測裝置存在上述之問題點，故本新型創作人乃窮極心思開發出本新型電助自行車的扭力感測改良裝置，故本新型之主要目的:在於提供容易組裝且降低生產成本的一種電助自行車的扭力感測改良裝置；本新型之次要目的:在於提供裝置防水絕緣的的一種電助自行車的扭力感測改良裝置；本新型之另一目的:在於感測訊號傳輸不容易被干擾。

為達到上述目的，本新型所運用的技術手段如下:

關於本新型一種電助自行車的扭力感測改良裝置，係包含有:一扭力感測器，係結設於一扭力套筒上，且該扭力套筒再結設於一齒盤的一BB(Bottom Bracket)轉軸的一端，據以感測施加於該BB轉軸之一扭力；一訊號接受器，係結設於該BB轉軸上，並電性連結於該扭力感測器蒐集該扭力訊號，且該訊號接受器更包含有一接收電路板；及一訊號發射器，係結設於該BB轉軸上並鄰近且相對於該訊號接受器，且該訊號發射器更包含有一發射電路板，又該發射電路板電性連接或磁感應於該訊號發射器的發射電路板；藉由該訊號接受器及該訊號發射器之間的電性連接或磁感應，將該扭力感測器的數據經由該訊號發射器再傳遞至一電助自行車的一控制器，據以提供該控制器控制一馬達出力的大小。

上述該扭力感測器更包含有二應變規及一輸出軸套，其中該二應變規間隔180度分別接設於該扭力套筒表面，且該二應變規與該BB轉軸為軸向放置，使該二應變規感應之應變力為徑向力，又其中該輸出軸套的一端套設於該扭力套筒，而該齒盤的一栓槽孔同時套設於該輸出軸套的另端。

上述該訊號接受器更包含有一接收線圈，又該接收線圈設為平面式，且該接收線圈接設於該訊號接受器的內部，另該接收電路板電性連結於該扭力感測器的二應變規。

上述該訊號接收器更包含有一第一盒體，又該第一盒體設有一第一空間，將該接收電路板及該接收線圈放置於該第一空間，且該第一盒體內部填裝防水膠。

上述該訊號發射器更包含有一發射線圈，又該發射線圈設為平面式，且該發射線圈接設於該訊號發射器的內部，而該發射線圈跟該訊號接受器的接收線圈互相感應供給電源和傳遞訊號，另該發射電路板電性連接於該電助自行車的控制器。

上述該發射接收器更包含有一第二盒體，又該第二盒體設有一第二空間，將該發射電路板及該發射線圈放置於該第二空間，且該第二盒體內部填裝防水膠。

上述該訊號發射器更包含有一磁環及至少一霍爾感應裝置，又其中該霍爾感應裝置接設於該發射電路板上，而該磁環接設於該BB轉軸上並對應於該霍爾感應裝置的位置。

上述更包含有一五通管、一右端蓋套及一左端蓋套，其中該扭力感測器、該訊號接受器及該訊號發射器皆裝設於該五通管的內部，又其中該右端蓋套及該左端蓋套分別接設於該五通管的兩端。

上述該左端蓋套更包含有數個定位槽，另該訊號發射器的外表設有數個卡榫，又該訊號發射器的卡榫套入該左端蓋套的定位槽內進行定位。

上述該BB轉軸轉動時，又該訊號接受器會隨著BB轉軸而轉動，而該訊號發射器受到該左端蓋套及該軸承的限位而不至轉動。

本新型運用上述技術手段，可以達成如下功效: 1.        本新型藉由將該訊號接受器及該訊號發射器模組化，讓內部構造簡單不需再連接電線，使組裝或維護時方便操作，據以降低組裝及生產成本。 2.        本新型藉由將該扭力感測器、該訊號接受器及該訊號發射器皆裝設於該五通管的內部，又該五通管的左右端被該左端蓋套及該右端蓋套密封保護，同時該訊號接收器及該訊號發射器填封防水膠，難以滲入雜質及液體。 3.        本新型藉由該接收線圈及該發射線圈互相感應供給電源和傳遞訊號，避免外在的雜訊干擾，準確地回傳至該電助自行車的控制器內。

本新型涉及一種電助自行車的扭力感測改良裝置，請參閱圖1至圖3及圖8，係主要提供一電助自行車，依據踩踏時產生的一扭力P1及轉速之所輸出的一扭力訊號51及一轉速訊號52來控制一馬達54出力的大小，以達到在路面、公路或爬坡時該馬達54進行出力補償，讓民眾以最舒適的狀態持續騎乘，其包含有:一扭力感測器1、一訊號接受器2及一訊號發射器3；茲將上述構件配合圖式說明如後。

該扭力感測器1，請參閱圖2至圖4、圖7，係結設於一扭力套筒11上，且該扭力感測器1更包含一輸出軸套13，又其中該輸出軸套13的一端套設於該扭力套筒11，而一齒盤4的一栓槽孔同時套設於該輸出軸套13的另端，形成階梯狀依照順序排列為齒盤4、輸出軸套13及扭力感測器1，並藉由一緊固件46、一右端蓋套43及一五通管42將該扭力感測器1接設於該BB轉軸41上，據以感測施加於該BB轉軸41之扭力P1。

進一步，該扭力感測器1更包含有二應變規12，又該二應變規12間隔180度分別接設於該扭力套筒11表面，且該二應變規12與該BB轉軸為軸向放置，使該二應變規12感應之應變力為徑向力，而該BB轉軸41旋轉時產生的扭力P1，該二應變規12受到扭力P1影響造成形變，並蒐集該扭力訊號51。

該訊號接受器2，請參閱圖2、圖3、圖5及圖8所示，係該訊號接受器2更包含有一接收線圈22及一接收電路板21，又該接收線圈22設為平面式，且該接收線圈22接設於該訊號接受器2的內部，另該接收電路板21電性連結於該扭力感測器1的二應變規12，藉此收到從該二應變規12傳送的扭力訊號51，並同時結設於該BB轉軸41且相鄰於該扭力感測器1。

進一步，該訊號接收器2更包含有一第一盒體23，又該第一盒體23設有一第一空間24，將該接收電路板21及該接收線圈22放置於該第一空間24，且該第一盒體23內部填裝防水膠。

該訊號發射器3，請參閱圖2及圖3所示，係該五通管42的另一邊接設有一左端蓋套44，將該訊號發射器3利用一軸承結設於該左端蓋套44，並套設於該BB轉軸41上，而該訊號發射器3鄰近相對於該訊號接受器2；又該訊號發射器3更包含有一發射電路板31，又其中該訊號發射器3電性連接或磁感應於該訊號接受器2的接收電路板21。

較佳的實施例，請配合圖5至圖8，該訊號發射器3更包含有一發射線圈32，又該發射線圈32設為平面式，且該發射線圈32接設於該訊號發射器3的內部，又該發射線圈32跟該訊號接受器2的接收線圈22互相感應傳遞該扭力訊號51；另該發射電路板31經由一排線管55電性連接於該電助自行車的控制器53，並且外部電源穿伸該排線管55供給電源給該訊號發射器3，同時該訊號發射器3藉由電磁感應供給電源給該訊號接收器2。

進一步，上述該訊號發射器3更包含有一磁環33及至少一霍爾感應裝置34，又其中該霍爾感應裝置34接設於該發射電路板31上，而該磁環33接設於該BB轉軸41上並對應於該霍爾感應裝置34的位置；特別一提，該訊號發射器3相對於中心設有二個霍爾感應裝置34，或是一個霍爾感應裝置34設在中間，當該BB轉軸41(即齒盤4)旋轉運作時，該霍爾感應裝置34感應到該磁環33的磁場變化並輸送該轉速訊號52給訊號發射器3，再經由訊號發射器3傳輸給電助自行車的控制器53，配合該扭力訊號51據以精準的調整該馬達54出力補償；另該發射接收器3更包含有一第二盒體36，又該第二盒體36設有一第二空間37，將該發射電路板31及該發射線圈32放置於該第二空間37，且該第二盒體36內部填裝防水膠。

進一步，請再參閱圖6，該左端蓋套44更包含有數個定位槽45，另該訊號發射器3的外表設有數個卡榫35，又該訊號發射器3的卡榫35套入該左端蓋套44的定位槽45內進行定位，藉由該定位槽45及該軸承使該訊號發射器3不會隨著該BB轉軸41旋轉。

因此，本新型提供一種電助自行車的扭力感測改良裝置的較佳解決方案，請參閱圖3、圖6至圖8所示，該齒盤4受到踩踏的力量驅動開始旋轉時，齒盤4帶動該BB轉軸41、該扭力感測器1及該訊號接受器2一齊轉動，此時該BB轉軸41產生扭力P1，使該扭力感測器1的二應變規12受到扭力P1影響造成徑向之形變，因此該扭力感測器1計算出該扭力訊號51，而該扭力訊號51經由該扭力感測器1傳輸至該訊號接受器2，再經由該訊號接受器2的接收線圈22感應傳送至該訊號發射器3的發射線圈32。

同時，接設於該BB轉軸41上的磁環33跟著旋轉使該霍爾感應裝置34產生該轉速訊號52，最後該扭力訊號51及該轉速訊號52經由該訊號發射器3傳送至該電助自行車的控制器53，據以作為該馬達54出力之控制依據。

特別一提，本新型將該扭力感測器1、該訊號接受器2及該訊號發射器3裝設於該五通管42的內部，且該五通管42的左右由該左端蓋套44及該右端蓋套43密封保護，難以滲入雜質及液體，並且能避免外在的訊號干擾該訊號接受器2及該訊號發射器3之間的傳遞，據以準確地回傳該扭力訊號51及該轉速訊號52至該控制器53。

綜上所述本新型各實施態樣，本新型關於一種「電助自行車的扭力感測改良裝置」，且其構成結構均未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合專利申請要件，懇請　鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱；

需陳明者，以上所述乃是本專利申請案之具體實施例及所運用之技術原理，若依本專利申請案之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本專利申請案之範圍內，合予陳明。

1:扭力感測器 11:扭力套筒 12:應變規 13:輸出軸套 2:訊號接受器 21:接收電路板 22:接收線圈 23:第一盒體 24:第一空間 3:訊號發射器 31:發射電路板 32:發射線圈 33:磁環 34:霍爾感應裝置 35:卡榫 36:第二盒體 37:第二空間 4:齒盤 41:BB轉軸 42:五通管 43:右端蓋套 44:左端蓋套 45:定位槽 46:緊固件 51:扭力訊號 52:轉速訊號 53:控制器 54:馬達 55:排線管 P1:扭力

［圖1］本新型電助自行車的扭力感測改良裝置之立體圖。 ［圖2］本新型電助自行車的扭力感測改良裝置之立體分解圖。 ［圖3］本新型電助自行車的扭力感測改良裝置之剖面圖。 ［圖4］本新型電助自行車的扭力感測改良裝置之扭力感測器分解示意圖。 ［圖5］本新型電助自行車的扭力感測改良裝置之訊號接受器及訊號發射器之分解示意圖。 ［圖6］圖3之X-X剖面。 ［圖7］圖3之Y-Y剖面。 ［圖8］本新型電助自行車的扭力感測改良裝置之控制方塊示意圖。

4:齒盤

41:BB轉軸

42:五通管

43:右端蓋套

44:左端蓋套

Claims (10)

1. 一種電助自行車的扭力感測改良裝置，係包含有: 一扭力感測器，係結設於一扭力套筒上，且該扭力套筒再結設於一齒盤的一BB轉軸的一端，據以感測施加於該BB轉軸之一扭力； 一訊號接受器，係結設於該BB轉軸上，並電性連結於該扭力感測器蒐集該扭力訊號，且該訊號接受器更包含有一接收電路板；及 一訊號發射器，係結設於該BB轉軸上並鄰近且相對於該訊號接受器，且該訊號發射器更包含有一發射電路板，又該發射電路板電性連接或磁感應於該訊號發射器的發射電路板； 藉由該訊號接受器及該訊號發射器之間的電性連接或磁感應，將該扭力感測器的數據經由該訊號發射器再傳遞至一電助自行車的一控制器，據以提供該控制器控制一馬達出力的大小。
2. 如請求項1所述電助自行車的扭力感測改良裝置，其中該扭力感測器更包含有二應變規及一輸出軸套，其中該二應變規間隔180度分別接設於該扭力套筒表面，且該二應變規與該BB轉軸為軸向放置，使該二應變規感應之應變力為徑向力，又其中該輸出軸套的一端套設於該扭力套筒，而該齒盤的一栓槽孔同時套設於該輸出軸套的另一端。
3. 如請求項2所述電助自行車的扭力感測改良裝置，其中該訊號接受器更包含有一接收線圈，又該接收線圈設為平面式，且該接收線圈接設於該訊號接受器的內部，另該接收電路板電性連結於該扭力感測器的二應變規。
4. 如請求項3所述電助自行車的扭力感測改良裝置，其中該訊號接收器更包含有一第一盒體，又該第一盒體設有一第一空間，將該接收電路板及該接收線圈放置於該第一空間，且該第一盒體內部填裝防水膠。
5. 如請求項3所述電助自行車的扭力感測改良裝置，其中該訊號發射器更包含有一發射線圈，又該發射線圈設為平面式，且該發射線圈接設於該訊號發射器的內部，而該發射線圈跟該訊號接受器的接收線圈互相感應供給電源和傳遞訊號，另該發射電路板電性連接於該電助自行車的控制器。
6. 如請求項5所述電助自行車的扭力感測改良裝置，其中該發射接收器更包含有一第二盒體，又該第二盒體設有一第二空間，將該發射電路板及該發射線圈放置於該第二空間，且該第二盒體內部填裝防水膠。
7. 如請求項1或5所述電助自行車的扭力感測改良裝置，其中該訊號發射器更包含有一磁環及至少一霍爾感應裝置，又其中該霍爾感應裝置接設於該發射電路板上，而該磁環接設於該BB轉軸上並對應於該霍爾感應裝置的位置。
8. 如請求項1所述電助自行車的扭力感測改良裝置，其中更包含有一五通管、一右端蓋套及一左端蓋套，其中該扭力感測器、該訊號接受器及該訊號發射器皆裝設於該五通管的內部，又其中該右端蓋套及該左端蓋套分別接設於該五通管的兩端。
9. 如請求項8所述電助自行車的扭力感測改良裝置，其中該左端蓋套更包含有數個定位槽，另該訊號發射器的外表設有數個卡榫，又該訊號發射器的卡榫套入該左端蓋套的定位槽內進行定位，且該訊號發射器藉由一軸承接設至該BB轉軸。
10. 如請求項9所述電助自行車的扭力感測改良裝置，其中該BB轉軸轉動時，又該訊號接受器會隨著BB轉軸而轉動，而該訊號發射器受到該左端蓋套及該軸承的限位而不至轉動。

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