TWI579197B

TWI579197B - Can be stepped on the control of electric lift the big fly wheel reversing the device

Info

Publication number: TWI579197B
Application number: TW103131802A
Authority: TW
Inventors: 謝龍昌; 唐修晨; 高振豪
Original assignee: 國立虎尾科技大學
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2017-04-21
Also published as: TW201609482A

Description

可倒踩控制電動助行車之大飛輪盤倒轉之裝置

本發明係有關一種可倒踩控制電動助行車之大飛輪盤倒轉之裝置，尤指一種兼具創新的倒踏踩車裝置與保持電能與人力變換之可倒踩控制電動助行車之大飛輪盤倒轉之裝置。

因都市化的關係與交通型態上的改變，衍生出電動自行車與助行車。

參閱第四圖，傳統電動助行車具有以下兩種驅動模式：

[a]電能驅動模式：當一馬達81驅動時，動力由該馬達81傳到一第一11齒齒輪81A，該第一11齒齒輪81A驅動一43齒齒輪81B，該43齒齒輪81B傳動一第二11齒齒輪81C，該第二11齒齒輪81C驅動一61齒齒輪81D，該61齒齒輪81D傳動一大飛輪盤93。

[b]人力驅動模式：當腳踩一腳踏82時，動力由該腳踏82驅動一42齒環齒輪82A，該42齒環齒輪82A傳動一9齒齒輪82B，該9齒齒輪82B傳動一24齒齒輪82C，再由該24齒齒輪82C傳動該大飛輪盤93。

然而，隨著科技日新月異，也隨著市場及生活環境變化，在歐洲，使用者習慣上多半使用倒踩剎車系統作為主要剎車制動方式。重點是，目前市面上販售的電動自行車中，在倒轉時齒盤無法帶動大飛輪盤使其產生倒轉(可進而帶動後輪剎車鼓反轉產生剎車制動功能)。

補充說明，前述之歐洲自行車使用者習慣上多半使用倒踩剎車系統(圖中未示)，也有人稱為「腳剎車裝置」(coaster brake)，亦即，藉自行車使用者之腳後踩而控制剎車裝置產生剎車之功能。係為習知技術，結構恕不贅述。

倒踩剎車系統控制上又分為電子式控制與機械式控制，在專利文獻上多半為電子式控制；原因為電子式控制在設計上，困難度較機械式控制高，較不易突破。

有鑑於此，必需研發出可解決上述習用缺點之技術。

本發明之目的，在於提供一種可倒踩控制電動助行車之大飛輪盤倒轉之裝置，其兼具創新的倒踏踩車裝置與保持電能與人力變換等優點。特別是，本發明所欲解決之問題係在於傳統電動助行車並無法藉由倒踩踏板控制大飛輪盤跟著倒轉之設計等問題。

解決上述問題之技術手段係提供一種可倒踩控制電動助行車之大飛輪盤倒轉之裝置，其包括：一殼體，係用以設於一電動助行車上，該電動助行車包括一前輪、一後輪、一大飛輪盤及一鍊條；該鍊條係連結於該後輪與該大飛輪盤之間，供該大飛輪盤傳動該後輪，該大飛輪盤具有一傳動軸殼，其具有一傳動卡合部；一電能傳動部，係用以設於該電動助行車上，並包括：一齒輪組，係設於該殼體內部，並可於一傳動接合狀態與一傳動分離狀態間變換，而可分別傳動與退離該大飛輪盤；一馬達，係連結並用以驅動該齒輪組；一第一離合裝置，係設於該齒輪組與該大飛輪盤之間，用以控制該齒輪組於該傳動接合狀態與該傳動分離狀態之間變換；一人力傳動部，係設於該電動助行車上，並包括：一腳踏，係穿設於該傳動軸殼內，並可於正踩與倒踩間變換；一第二離合裝置，係設於該腳踏與該大飛輪盤之間，並使其間於結合與分離之間變換，藉此，當該腳踏正踩時，係結合而可傳動該大飛輪盤，進而透過該鍊條傳動該後輪，以驅動該電動助行車行進；並當該腳踏倒踩時，係分離而無法傳動該大飛輪盤，該腳踏概呈空轉；一倒踩反轉部，係設於該電動助行車上，並包括：一行星架組，係連結於該腳踏與該電動助行車之間，並可於空轉狀態與傳動狀態間變換；一第一反轉離合裝置，係設於該行星架組與該電動助行車之間，當該腳踏倒踩時，係連動該行星架組與該電動助行車間相對固定，使該行星架組從空轉狀態變換至傳動狀態；一第二反轉離合裝置，係設於該行星架組與該大飛輪盤之間；該第二反轉離合裝置係包括：一離合件，係連結並受該行星架組連動；一離合部，係具有一活動離合件及一傳動齒件；當該第一反轉離合裝置於空轉狀態與傳動狀態之間變換時，該活動離合件與該離合件之間，係隨之於相對接合狀態與相對退離狀態之間變換；並當位於相對退離狀態時，該活動離合件係透過該傳動齒部，與該傳動軸殼之傳動卡合部相互囓合，連動該大飛輪盤反轉。

本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。

茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：

10‧‧‧殼體

20‧‧‧電能傳動部

21‧‧‧齒輪組

211‧‧‧第一傘形齒輪

212‧‧‧第二傘形齒輪

213‧‧‧第一齒輪

214‧‧‧第二齒輪

22、81‧‧‧馬達

23‧‧‧第一離合裝置

30‧‧‧人力傳動部

31、82‧‧‧腳踏

32‧‧‧第二離合裝置

40‧‧‧倒踩反轉部

41‧‧‧行星架組

411‧‧‧環齒輪

412‧‧‧行星臂

413‧‧‧行星齒輪

414‧‧‧太陽齒輪

42‧‧‧第一反轉離合裝置

43‧‧‧第二反轉離合裝置

431‧‧‧離合件

432‧‧‧離合部

43A‧‧‧活動離合件

43B‧‧‧傳動齒件

43C‧‧‧復位彈性件

81A‧‧‧第一11齒齒輪

81B‧‧‧43齒齒輪

81C‧‧‧第二11齒齒輪

81D‧‧‧61齒齒輪

82A‧‧‧42齒環齒輪

82B‧‧‧9齒齒輪

82C‧‧‧24齒齒輪

90‧‧‧電動助行車

91‧‧‧前輪

92‧‧‧後輪

93‧‧‧大飛輪盤

931‧‧‧傳動軸殼

93A‧‧‧傳動卡合部

94‧‧‧鍊條

d1‧‧‧第一距離

d2‧‧‧第二距離

d3‧‧‧第三距離

W1‧‧‧初步卡入距離

W2‧‧‧完全卡入距離

第一圖係本發明之電能傳動模式之示意圖

第二圖係本發明之人力傳動模式之示意圖

第三圖係本發明之腳踏倒踩反轉模式之示意圖

第四圖係傳統裝置之示意圖

第五圖係本創作應用於電動助行車之示意圖

第六圖係第五圖之其他角度之示意圖

第七圖係本創作之主要結構之示意圖

第八圖係第七圖之局部剖視圖

第九圖係第八圖之第二反轉離合裝置之示意圖

第十圖係第九圖之主要結構之元件對應之示意圖

第十一A、第十一B及第十一C圖係分別為第二反轉離合裝置之相對接合狀態、相對退離中、相對退離狀態之示意圖

參閱第一圖，本發明係為一種可倒踩控制電動助行車之大飛輪盤倒轉之裝置，其包括：一殼體10(參閱第七、第八、第九及第十圖)，係用以設於一電動助行車90(參閱第五及第六圖)上，該電動助行車90包括一前輪91、一後輪92、一大飛輪盤93及一鍊條94；該鍊條94係連結於該後輪92與該大飛輪盤93之間，供該大飛輪盤93傳動該後輪92，該大飛輪盤93具有一傳動軸殼931，其具有一傳動卡合部93A(其上具有複數個槽部，形成於內表面上)；一電能傳動部20，係用以設於該電動助行車90上，並包括：一齒輪組21，係設於該殼體10內部，並可於一傳動接合狀態與一傳動分離狀態間變換，而可分別傳動與退離該大飛輪盤93；一馬達22，係連結並用以驅動該齒輪組21；一第一離合裝置23，係設於該齒輪組21與該大飛輪盤93之間，用以控制該齒輪組21於該傳動接合狀態與該傳動分離狀態之間變換；一人力傳動部30，係設於該電動助行車90上，並包括：一腳踏31，係穿設於該傳動軸殼931內，並可於正踩與倒踩間變換；一第二離合裝置32，係設於該腳踏31與該大飛輪盤93之間，並使其間於結合與分離之間變換，藉此，當該腳踏31正踩時，係結合而可傳動該大飛輪盤93，進而透過該鍊條94傳動該後輪92，以驅動該電動助行車90行進；並當該腳踏31倒踩時，係分離而無法傳動該大飛輪盤93，該腳踏31概呈空轉；一倒踩反轉部40，係設於該電動助行車90上，並包括：一行星架組41，係連結於該腳踏31與該電動助行車90之間，並可於空轉狀態與傳動狀態間變換；一第一反轉離合裝置42，係設於該行星架組41與該電動助行車90之間，當該腳踏31倒踩時，係連動該行星架組41與該電動助行車90間相對固定，使該行星架組41從空轉狀態變換至傳動狀態；一第二反轉離合裝置43，係設於該行星架組41與該大飛輪盤93之間；該第二反轉離合裝置43係包括(參閱第十圖)：一離合件431，係連結並受該行星架組41連動；一離合部432，係具有一活動離合件43A及一傳動齒件43B；當該第一反轉離合裝置42於空轉狀態與傳動狀態之間變換時，該活動離合件43A與該離合件431之間，係隨之於相對接合狀態(如第十一A圖所示)與相對退離狀態(如第十一C圖所示)之間變換；並當位於相對退離狀態時，該活動離合件43A係透過該傳動齒部43B，與該傳動軸殼931之傳動卡合部93A相互囓合，連動該大飛輪盤93反轉。

實務上，該齒輪組21係包括一第一傘形齒輪211、一第二傘形齒輪212、一第一齒輪213及一第二齒輪214；前述各齒輪依序相互囓合傳動。

該第一傘形齒輪211可為11齒傘形齒輪；該第二傘形齒輪212可為43齒傘形齒輪；該第一齒輪213可為11齒齒輪；該第二齒輪214可為61齒齒輪。

該第一離合裝置23可為單向軸承結構。

該第二離合裝置32可為單向軸承結構。

該行星架組41係包括一環齒輪(72齒)411、一行星臂(18 齒)412、複數個行星齒輪413及一太陽齒輪(36齒)414：該第一反轉離合裝置42係介於該行星臂412與該電動助行車90之間；該第二反轉離合裝置43係介於該太陽齒輪414與該大飛輪盤93之間；該複數個行星齒輪413係分別囓合於該環齒輪411及該太陽齒輪414之間。

該第一反轉離合裝置42可為單向軸承結構。

該離合件431係同軸連結該太陽齒輪414。

該離合部432係具有該活動離合件43A、該傳動齒件43B及一復位彈性件43C，該復位彈性件43C係介於該傳動齒件43B與該傳動卡合部93A之間，用以頂推而使該傳動齒件43常態保持退離該傳動卡合部93A，並當該活動離合件43A與該傳動齒部43B開始相對退離，該傳動齒部43B係壓縮該彈性復位件43C，進而與該傳動軸殼931之傳動卡合部93A相互囓合。

本發明係具有下列三種使用模式：

[a]電能傳動模式：參閱第一圖，該馬達22啟動，該第一離合裝置23從原本的傳動分離狀態變換為傳動接合狀態，則該馬達22可驅動該大飛輪盤93轉動，再透過該鍊條94帶動該後輪92；達到以該馬達22出力驅動該電動助行車90前進。

此時該第一反轉離合裝置42並未與該電動助行車90接觸固定，該行星架組41概呈空轉，使第二反轉離合裝置43無法推動結合，使該倒踩反轉部40無法供該腳踏31倒踩推動該大飛輪盤93反轉，故不引響該馬達22驅動該電動助行車90前進。

[b]人力傳動模式：參閱第二圖，正向踩踏該腳踏31時，該第二離合裝置32從原本的腳踏傳動分離狀態變換至腳踏傳動接合狀態，則該腳踏31可帶動該大飛輪盤93轉動，進而驅動該鍊條94而使其帶動該後輪92，達到以該腳踏31踩踏驅動該電動助行車90前進。

此時該第一離合裝置23變換至傳動分離狀態，故該馬達22呈空轉，且該第一反轉離合裝置42控制該行星架組41呈空轉狀態。

在此要特別說明的部分是，基本上來講，當進行電能傳動模式時，仍可進行人力傳動模式，唯人力傳動基本上不會快過電能傳動模式，故仍以電能傳動模式為主要傳動，並使踩踏該腳踏31時概呈空轉，此為公知技術，非本案重點，合先陳明。

[c]腳踏倒踩反轉模式：參閱第三、第八及第九圖，當倒踩該腳踏31時，該腳踏31推動該環齒輪411→該第一反轉離合裝置42逆向無法轉動而將該行星臂412與該電動助行車90相互固定→該第一反轉離合裝置42控制該行星架組41從空轉狀態變換至傳動狀態→該環齒輪411隨倒踩之該腳踏31反轉推動該複數個行星齒輪413反轉→該複數個行星齒輪413反轉推動該太陽齒輪414正轉→該太陽齒輪414連動該離合件431(如第十一A圖所示，該離合件431與該活動離合件43A呈相對接合狀態，其間具有一第一距離d1，其為0)→該離合件431推動該活動離合件43A(如第十一B圖所示，該離合件431與該活動離合件43A之間增加為一第二距離d2，其係大於該第一距離d1)→該傳動齒件43B(同步壓縮該復位彈性件43C)初步囓合而卡入該傳動卡合部93A一初步卡入距離W1→持續倒踩該腳踏31→該離合件431持續推開該活動離合件43A(如第十一C圖所示，該離合件431與該活動離合件43A呈相對退離狀態，其間增加至一第三距離d3，其係大於該第二距離d2)→該傳動齒件43B完全囓合卡入該傳動卡合部93A一完全卡入距離W2→該腳踏31倒踏帶動該大飛輪盤93反轉。

至於該腳踏31倒踏帶動該大飛輪盤93反轉，進一步可透過一裝設於後軸之習知腳剎車裝置[coaster brake]，圖中未示)對該後輪92剎車。

在此要特別說明的部分是，倒踩該腳踏31而啟動剎車之裝置，早為相關業界悉知之技術裝置，本案重點非剎車裝置，其為機械、電磁或是機械合併電磁之裝置皆可，恕不贅述，本案重點在於如何在倒踏該腳踏31時，可使該腳踏31帶動該大飛輪盤93反轉，再透過該大飛輪盤93反轉而對該後輪92剎車(例如透過該錬條94帶動該後輪92剎車即為一例)。

本發明之優點及功效係如下所述：

[1]創新的倒踩控制大飛輪盤倒轉裝置。本發明設有倒踩反轉部，當反向踩踏腳踏時，可透過行星架組、第一反轉離合裝置及第二反轉離合裝置的巧妙設計，反向帶動大飛輪盤相當創新。

[2]保持電能與人力變換。本發明設有第一離合裝置與第二離合裝置的設計。可分別控制電能傳動與人力傳動之變換。故，保持電能與人力變換。

以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。