CN201186727Y - 自行车驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型关于一种自行车驱动装置，该驱动装置固定于方向把手的第1及第2把手间，并搭配传统自行车的脚踏传动装置，同时驱动双轮对抗骑乘阻力，该装置包括：一手摇驱动装置，具有至少一动力输入端及至少一动力输出端，动力输入端以该第1把手与该第2把手为动力输入端，将骑乘者施予所述把手的动力汇集至其动力输出端；一轮胎传动机构，用以驱动轮胎旋转；以及，一传动部，套接或固定于该方向轴的内、外部，将手摇驱动装置的输出的动力传递至轮胎传动机构，带动轮胎轮轴旋转；除此之外，也可将上述该手摇驱动装置更改为脚踏驱动装置进一步作为主要动力。

Description

自行车驱动装置

技术领域

本实用新型关于一种自行车驱动装置。

背景技术

以往习知的人力自行车结构，如图1所示，除主体车架10以及设在车架10前后端的轮胎11及后轮12等构件外，另可区分为控制行车方向的方向控制组20以及驱动轮胎滚动的动力驱动组25二大类。

该方向控制组20包括方向把手21，该把手21下端设有一转向轴22并套接在车架10前端的固定套101上，该转向轴22下端延伸有供轮胎11枢接的ㄇ形座23，令骑乘者透过该方向把手控制行车方向。

而该传动装置25设置位置，早期是设在前轮的轮轴上(图中未示)，供骑乘者以脚踏方式驱动轮胎11滚动(以下简称前轮驱动式)，近代的自行车则是将传动装置25设于车架10中段(如图1所示)，供骑乘者脚踏驱动后轮12(以下简称后轮驱动式)，且该传动装置25又可称为动力变速器，负责控制自行车骑乘时产生的阻力及加速度高低，常见的后轮驱动式传动装置至少包括：一前链轮组251、一后链轮组252(又称为被动链轮组)以及至少一带动上述前链轮组251及后动链轮组252的链条253，其中该前链轮组251多半是由单片齿轮所组成，其二侧设有左、右踏板2511、2512，用以供骑乘者左、右脚部由上往下施力，而该后链轮组252是由多片齿数不同的齿轮叠合而成，透过链条253使前链轮组251带动后链轮组252上的任一齿数的齿轮，进而控制骑乘自行车阻力与加速度高度，例如：前链轮组251的齿轮齿数为48齿时，链条253带动后链轮组252的齿轮齿数为16齿时，齿轮比则为1∶3，即表示前链轮组旋转1周，后链轮组252则旋转3周，产生较高加速度，相对地，骑乘时所产生的阻力较大，一般适用于高速行驶或较为平稳的路面，相反地，链条253带动后链轮组252的齿轮齿数为24齿时，齿轮比则为1∶2，表示前链轮组251旋转1周，后链轮组252旋转2周，相较于前述齿轮比1∶3，所产生的骑乘阻力势必较小，其加速度也相对地较低及省力，适用于一般具坡度或阻力较大的地面。

但是，上述前轮驱动式传动装置传动轮胎，虽较为直接，其缺点在于：转动方向把手时，传动装置会与轮胎同步转动，骑乘者二脚部与设在传动装置左踏板、右踏板的距离势必一侧缩短距离及一侧增长距离，也就是，位在转向侧的踏板与骑乘者距离缩短，另侧的踏板与骑乘者距离增长，也就是，若方向轴转向角度过大时，轮胎也会阻碍到骑乘者一侧脚部，导致骑乘者该侧脚部无法施力，甚至造成脚部脱离踏板，故不甚实用，因而产生了后轮驱动式传动装置，虽改良前轮驱动式传动装置缺失，但长期使用下也发现许多缺失：

1.于骑乘自行车的过程中，因传动装置设于车架中段与后轮间设，该传动装置恰位于骑乘者脚部周围，易使衣物容易沾污到链轮的油渍。

2.一般而言，骑乘者脚部施力于传动装置时，无法将脚部完全地伸展并施力于踏板上，导致骑乘者施力受限，若要使骑乘者脚部完全地伸展而便于施力时，须将车架上的椅垫适当地调高，但，此种方式十分危险，容易于自行车停止时，骑乘者脚部无法平稳着地，而造成翻车意外。

3.该传动装置主要是利用齿轮比大小控制骑乘时的阻力，也就是，以较慢的加速度换取较低的骑乘阻力，但，此种方式于上陂过陡时，容易因施力不足，导致车速过慢造成车体倾倒。

为此，如何有效改良上述传动装置的各项缺失，乃为本实用新型所钻研的课题。

实用新型内容内容

本实用新型的主要目的在于提供一种自行车驱动装置，该驱动装置固定于方向把手上端所延伸的第1把手及第2把手间，该驱动装置随方向把手同步转动，改良传统前轮驱动传动装置转向时造成的脚部与左、右侧踏板距离不同。

本实用新型的自行车驱动装置包括：

一手摇驱动装置，具有至少一动力输入端以及至少一动力输出端，该动力输入端是以该第1把手与该第2把手作为动力输入端，并将骑乘者施予所述把手的动力汇集至其动力输出端；

一轮胎传动机构，用以驱动轮胎的轮轴旋转；以及，

一传动部，套接或固定于该方向轴的内部或外部，用以将手摇驱动装置的输出的动力传递至轮胎传动机构，进而带动轮胎轮轴旋转。

如此的构成，令骑乘者搭配传统自行车的脚踏传动装置，进而同时驱动双轮对抗过大的骑乘阻力。

依据前述的主要特征，其中该传动部可为传动链条、传动轴或是传动皮带，本实用新型不加以局限。

依据前述的主要特征，其中该手摇驱动装置至少包括：第1驱动齿轮、第2驱动齿轮以及动力汇集轮，第1把手连动第1驱动齿轮，第2把手连动第2驱动齿轮，第1驱动齿轮及第2驱动齿轮分别啮合于动力汇集轮的相对侧。

依据前述的主要特征，其中该第1把手及第2把手有别于传统驱动装置采用的360°圆周施力方式，本实用新型的第1驱动齿轮及第2驱动齿轮可于第1角度及第2角度间往复性旋转，令该动力汇集轮可作一往复性的旋转运动，且，该第1驱动齿轮与第2驱动齿轮旋转的夹角范围以180°为限，因此，第1把手与第2把手摆动的夹角范围小于180°。

依据前述的主要特征，其中该轮胎传动机构包括：至少二单向制动齿轮以及至少一转轴部，该转轴部负责带动轮轴部旋转，所述单向制动齿轮区分为第1单向制动齿轮、第2单向制动齿轮，该第1单向制动齿轮及第2单向制动齿轮分别受到该传动部的动力输出端驱动，并作一往复性旋转运动。

且，该转轴部与轮轴间透过一连动部进行连动，该连动件可为传动链条、传动轴或是传动皮带，本实用新型不加以局限。

依据前述的主要特征，其中该轮胎传动机构包括：至少二单向制动齿轮以及至少二连动件；所述连动件分别为第1连动件及第2连动件，所述单向制动齿轮区分为第1单向制动齿轮、第2单向制动齿轮，所述连动件并分别设于各单向制动齿轮与轮轴间，用以将所述单向制动齿轮的动力分别传至轮轴，并驱动轮胎滚动。

本实用新型的一目的在于提供一种自行车驱动装置，该自行车驱动装置直接固定在车架供方向把手套接的固定套上，进而改良传统前轮胎驱动传动装置转向时所造成的脚部与左、右侧踏板距离不同而阻碍施力的缺失，并使脚部对踏板产生最大施力。本实用新型的自行车驱动装置包括：

一脚踏驱动装置，具有二动力输入端以及至少一动力输出端，该动力输入端具有第1踏板与该第2踏板，用以作为动力输入端，并将所述踏板的动力汇集至其动力输出端；

一轮胎传动机构，用以驱动轮轴旋转；以及，

一传动部，设于固定套或方向轴上，用以将脚踏驱动装置输出的动力传递至轮胎传动机构，进而带动轮轴旋转。

依据前述的主要特征，其中该脚踏驱动装置至少包括：第1驱动齿轮、第2驱动齿轮以及动力汇集轮，其中第1踏板连动第1驱动齿轮，第2踏板连动第2驱动齿轮，第1驱动齿轮及第2驱动齿轮分别啮合于动力汇集轮二侧，进而将第1踏板及第2踏板动力汇集并输出至传动部，令传动部作往复性转动。

依据前述的主要特征，其中该轮胎传动机构包括：至少二单向制动齿轮以及至少二连动件；所述连动件分别为第1连动件及第2连动件，所述单向制动齿轮区分为第1单向制动齿轮、第2单向制动齿轮，所述连动件并分别设于各单向制动齿轮与轮轴间，用以将所述单向制动齿轮的动力分别传至轮轴，并驱动轮胎滚动。

依据前述的主要特征，其中该轮胎传动机构包括：至少二单向制动齿轮以及至少一转轴部，该转轴部负责带动轮轴部旋转，所述单向制动齿轮区分为第1单向制动齿轮、第2单向制动齿轮，该第1单向制动齿轮及第2单向制动齿轮分别受到该传动部的动力输出端，并作一往复性旋转运动，令该转轴部旋转带动轮轴。

附图说明

图1为传统自行车结构示意图。

图2为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的手摇驱动装置的结构示意图。

图3为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的结构示意图A。

图4为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的结构示意图B。

图5为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的手摇驱动装置动作示意图A。

图6为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的手摇驱动装置动作示意图B。

图7为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的单向制动齿轮带动转轴部旋转的结构示意图。

图8为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的单向制动齿轮于转轴部空转的结构示意图。

图9为本实用新型脚踏车驱动装置第2实施例装设于车架上的示意图。

图10为本实用新型脚踏车驱动装置第2实施例的脚踏驱动装置驱动轮胎的示意图。

其中图号

10    车架

101   固定座

11    轮胎

111   轮轴

20    方向控制组

201   第1把手

201’ 第1踏板

202   第2把手

202’ 第2踏板

21    方向把手

22    方向轴

23    ㄇ形跨架

30    手摇驱动装置

30’  脚踏驱动装置

31    第1驱动齿轮

311   第1转轴

02’  第2踏板

31’  第1驱动齿轮

311’ 第1转轴

32    第2驱动齿轮

321   第2转轴

32’  第2驱动齿轮

321’ 第2转轴

33    动力汇集轮

33’  动力汇集轮

40    轮胎传动机构

40’  轮胎传动机构

41    第1单向制动齿轮

41’  第1单向制动齿轮

411’ 第1连动件

42    第2单向制动齿轮

42’   第2单向制动齿轮

422’  第2连动件

43     转轴部

431    顶掣块

44     单向制动结构

441    棘齿结构

50     传动部

50’   传动部

θ1    第1角度

θ2    第2角度

具体实施方式

根据上述的目的，现在举多个较佳实施例并配合图式加以说明，本实用新型所采用的技术方案及其功效。

本实用新型所述的自行车车架10，其前端具有一固定座101，该固定座101供自行车方向把手21(俗称龙头)套接，该方向把手21下端的方向轴22以车架10固定座101为轴心旋转，而方向轴22下端具有一ㄇ形跨架23，供自行车轮胎11车轴111枢接，而该方向把手21上端朝二侧延伸第1把手201以及第2把手202，用以供骑乘者手部握持而控制轮胎11方向，于此先行叙明自行车的基本架构，但，本实用新型并不限定须为此种自行车架构。

请参阅图2至6，图2为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的手摇驱动装置的结构示意图。图3为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的结构示意图A。图4为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的结构示意图B。图5为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的手摇驱动装置动作示意图A。图6为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的手摇驱动装置动作示意图B。

如所述图所示，本实用新型自行车驱动装置的第1实施例，该装置设于自行车方向把手21的第1把手201与第2把手202间，该装置包括：一手摇驱动装置30、一轮胎传动机构40以及一传动部50；该传动部50设于手摇驱动装置30以及轮胎传动机构40间负责传递动力，该手摇驱动装置30一般是设于第1把手201及第2把手202间，负责将骑乘者施予第1把手201及第2把手202的动力汇集，透过该传动部50传递至轮胎传动机构40，进而驱动轮轴，令该轮轴所属的轮胎进行旋转；其中，而该手摇驱动装置30具有至少一动力输入端以及至少一动力输出端，该动力输入端将骑乘者施予第1把手201及第2把手202的往复摆动力，汇集至动力输入端输出至传动部50上，更详细地说，该手摇驱动装置30至少包括：第1驱动齿轮31、第2驱动齿轮32以及动力汇集轮33(如图2所示)；该第1驱动齿轮31与第2驱动齿轮32设于动力输入端处，所述驱动齿轮透过第1转轴、第2转轴与第1把手201及第2把手202相连接，而该动力汇集轮33设于动力输出端处，第1驱动齿轮31与第2驱动齿轮32是同时啮合于动力汇集轮33二相对侧，且该第1驱动齿轮31及第2驱动齿32分别可转动于第1角度θ1(如图3所示)及第2角度θ2(如图4所示)间，用以提供第1把手201及第2把手202于所述角度间所呈的夹角范围内往复摆动，并将施予所述把手的动力汇集至动力汇集轮33上，而对传动部50输出动力，也就是，第1驱动齿轮及第2驱动齿轮可于第1角度及第2角度间往复性旋转，令该动力汇集轮可作一往复性的旋转运动，而该第1驱动齿轮与第2驱动齿轮旋转范围以180°为限，因此第1把手与第2把手摆动的夹角范围小于180°。

而该传动部50设于手摇驱动装置30以及轮胎传动机构40之间，负责将动力汇集轮33动力传递至轮胎传动机构40上，一般来说传动部50可为传动轴、传动链条或是传动皮带等，本实用新型并不加以局限，仅要是可传递动力的构件，皆可为本实用新型所述的传动部50，且该传动部50是可固定于方向把手21的方向轴22外部的任一侧时，当方向轴22旋转时，该传动部50以方向轴22的轴心为中心，产生同步角位移的公转运动(图中未示)，或是直接套接于方向轴22的外部或内部时，当方向轴22旋转时，该传动部50以方向轴22轴心为中心，产生同步自转运动，因此，不论传动部50以方向轴22为中心，产生同步公转运动或是自转运动，皆可令骑乘者脚部顺利作动。

该轮胎传动机构40设于方向把手21的ㄇ形跨架23上，用以驱动轮胎11轮轴111，令轮胎11产生滚动，该轮胎传动机构40包括：至少二单向制动齿轮41、42、至少一转轴部43以及一连动部44；其中，所述单向制动齿轮区分为第1单向制动齿轮41以及第2单向制动齿轮42，用以与转轴部43的二对应侧连接作为动力输入端，而该转轴部43透过至少一连动部44连动轮胎11滚动，更详细地说：所述单向制动齿轮41、42同时设于转轴部43上，并啮合于传动部50的二相对侧，当传动部50受到手摇驱动装置30驱动并往复转动时，传动部50同步连动第1单向制动齿轮41以及第2单向制动齿轮42互成反向且往复旋转，并驱动转轴部43旋转，令转轴部43透过连动部44连动轮轴111，使轮胎11产生滚动效果；藉此，令骑乘者可同时搭配传统自行车的脚踏传动装置，同步驱动双轮(前、后轮)方式，对抗骑乘时所产生的各种阻力。

请参阅图7至8，图7为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的单向制动齿轮带动转轴部旋转的结构示意图。图8为本实用新型自行车驱动装置第1实施例的单向制动齿轮于转轴部空转的结构示意图。

如所述图所示，本实用新型所述的该第1单向制动齿轮41、第2单向制动齿轮42与转轴部43间分设有一单向制动结构44，令所述单向制动齿轮41、42正转时带动转轴部43旋转(如图7所示)，反转时于转轴部43空转的功效(如图8所示)，该单向旋转结构可为一般单向轴承结构，本实用新型并不限定，本实施例中所述的单向制动结构44包括：一棘齿结构441以及至少一弹性枢设在转轴部43表面的顶掣块431；其中顶掣块431位于棘齿结构441内部，当第1单向制动齿轮41及第2单向制动齿轮42任一齿轮朝正向旋转时，该齿轮的棘齿结构441顶掣在顶掣块431上，进而带动转轴部43旋转(如图7所示)，相对地，当第1单向制动齿轮41及第2单向制动齿轮42的任一齿轮朝反向旋转时，该齿轮的棘齿结构441导引顶掣块弹性位移，使该齿轮于转轴部43上产生空转状态(如图8所示)，仅要有一单向制动齿轮朝41、42正向旋转，即可带动转轴部43旋转，即可带动转轴部43驱动轮胎滚动。

请参阅图9及图10，图9为本实用新型脚踏车驱动装置第2实施例装设于车架上的示意图。图10为本实用新型脚踏车驱动装置第2实施例的脚踏驱动装置驱动轮胎的示意图。

如所述图所示，本实用新型第2实施例的自行车驱动装置，是将驱动装置设于车架前端的固定套101上，藉以拉长与骑乘者间的距离，使骑乘者可平稳踏地，骑乘时脚部并可完全伸展而便于对二侧的踏板施以最大力，本实施例与第1实施例大致相同，不同处在于第1实施例是以手摇作为动力，第2实施例是以脚踏方式作为主要动力，且该第1实施例主要作为脚踏车的辅助动力，第2实施例脚踏车的主要动力，该自行车驱动装置包括：一脚踏驱动装置30’、一传动部50’以及一轮胎传动机构40’；其中，该脚踏驱动装置30’与该传动部50’相连接并将动力传至轮胎传动机构40’；而该脚踏驱动装置30’设于车架10固定套101的二侧或任一侧，该驱动装置包括第1驱动齿轮31’、第2驱动齿轮32’以及动力汇集轮33’，第1驱动齿轮31’及第2驱动齿轮32’延伸有第1转轴311’以及第2转轴321’，与第1踏板201’及第2踏板202’相连接，进而提供所述踏板一旋转轴，使第1踏板201’与第2踏板202’分别正向或反向运动形成二动力输入端，该动力汇集轮33’设于第1驱动齿轮31’以及第2驱动齿轮32’之间并为一动力输出端，骑乘者是可踩动第1踏板201’及第2踏板202’，而将动力传递至后述的传动部50’上；

而该传动部50’动力输入端是与该脚踏驱动装置30’相连接，该传动部50’主要是将前述的脚踏驱动装置30’的动力传递所集中的动力，并传至后述的轮胎传动机构40’，达到脚踏带动轮胎滚动前进的功效，此外，传动部50’内也可为一可变换不同齿轮比的变速机构，用以将上述脚踏驱动装置30’的动力，适当地变速而传至该轮胎传动机构40’驱动轮胎前进。

而该轮胎传动机构40包括：至少二单向制动齿轮以及至少二连动件；所述单向齿轮至少区分为第1单向制动齿轮41’、第2单向制动齿轮42’，该连动件44’区分为第1连动件411’及第2连动件422’该第1单向制动齿轮41’与第2单向制动齿轮42’分别与第1连动件411’、第2连动件422’相枢接，并设在方向把手21的ㄇ形跨架23上，进而啮合于传动部50’输出端的二相对侧，且该第1连动件411’及第2连动件422’分别驱动轮胎11二侧的轮轴111，带动轮胎11滚动前进。

综上所述，本实用新型的第1实施例及第2实施例亦可同时装设于同一自行车的方向把手21上，令骑乘者以双手摇动第1实施例的手摇驱动装置30并同时以脚部施力于第2实施例的脚踏驱动装置30’，而进而同时驱动轮胎11滚动。

Claims (10)

1.一种自行车驱动装置，固定于方向把手上，该方向把手二侧分别具有第1把手与第2把手，该装置包括：

一手摇驱动装置，具有至少一动力输入端以及至少一动力输出端，该动力输入端是以该第1把手与该第2把手作为动力输入端，将输入所述把手的动力汇集至其动力输出端；

一轮胎传动机构，用以驱动轮轴旋转；以及，

一传动部，套接或固定于该方向轴的内部或外部，用以将手摇驱动装置的输出的动力传递至轮胎传动机构，进而带动轮胎轮轴旋转。

2.根据权利要求1所述的自行车驱动装置，其中该手摇驱动装置至少包括：第1驱动齿轮、第2驱动齿轮以及动力汇集轮，第1把手连动第1驱动齿轮，第2把手连动第2驱动齿轮，第1驱动齿轮及第2驱动齿轮分别啮合于动力汇集轮的相对侧。

3.根据权利要求1所述的自行车驱动装置，其中该传动部固定于方向轴外部的任一侧时，当方向轴旋转时，该传动部是以方向轴的轴心为中心产生同步角位移的公转运动。

4.根据权利要求1所述的自行车驱动装置，其中该传动部套接于方向轴的外部或内部时，当方向轴旋转时该传动部是以方向轴轴心为中心产生同步自转运动。

5.根据权利要求1所述的自行车驱动装置，其中该轮胎传动机构包括：至少二单向制动齿轮以及至少一转轴部，该转轴部负责带动轮轴旋转，所述单向制动齿轮区分为第1单向制动齿轮、第2单向制动齿轮，该第1单向制动齿轮及第2单向制动齿轮分别受到传动部的动力输出端驱动，令该转轴部旋转带动轮轴旋转。

6.根据权利要求1所述的自行车驱动装置，其中该轮胎传动机构包括：至少二单向制动齿轮以及至少二连动件；所述连动件分别为第1连动件及第2连动件，所述单向制动齿轮区分为第1单向制动齿轮、第2单向制动齿轮，所述连动件分别设于各单向制动齿轮与轮轴间，用以将所述单向制动齿轮的动力分别传至轮轴，进而驱动轮轴旋转。

7.一种自行车驱动装置，固定于车架上的供方向把手套接的固定套，该装置包括：

一脚踏驱动装置，具有二动力输入端以及至少一动力输出端，该动力输入端具有第1踏板与该第2踏板，用以作为动力输入端，将输入所述踏板的动力汇集至其动力输出端；

一轮胎传动机构，用以驱动轮轴旋转；以及，

一传动部，设于固定套或方向轴上，用以将脚踏驱动装置输出的动力传递至轮胎传动机构，进而带动轮轴旋转。

8.根据权利要求7所述的自行车驱动装置，其中该脚踏驱动装置至少包括：第1驱动齿轮、第2驱动齿轮以及动力汇集轮，该第1踏板连动第1驱动齿轮，第2踏板连动第2驱动齿轮，第1驱动齿轮及第2驱动齿轮分别啮合于动力汇集轮的相对侧。

9.根据权利要求7所述的自行车驱动装置，其中该轮胎传动机构包括：至少二单向制动齿轮以及至少一转轴部，该转轴部负责带动轮轴旋转，所述单向齿轮区分为第1单向制动齿轮、第2单向制动齿轮，该第1单向制动齿轮及第2单向制动齿轮分受到传动部的动力输出端驱动，令该转轴部旋转带动轮轴旋转。

10.根据权利要求7所述的自行车驱动装置，其中该轮胎传动机构包括：至少二单向制动齿轮以及至少二连动件；所述连动件分别为第1连动件及第2连动件，所述单向齿轮区分为第1单向制动齿轮、第2单向制动齿轮，所述连动件分别设于各单向制动齿轮与轮轴间，并将所述单向制动齿轮的动力分别传至轮轴，进而驱动轮轴旋转。

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