TW201345788A - 電助力自行車之倒踩煞車機構 - Google Patents

Abstract

本發明有關於一種電助力自行車之倒踩煞車機構，當曲柄軸於正轉時會透過一驅動環來帶動大齒盤正轉，接著大齒盤與驅動環會再分別帶動一磁鐵固定座同步轉動，此時固定在該兩磁鐵固定座之兩磁鐵之間不會產生錯位，使馬達可提供助力，當曲柄軸於反轉時會帶動驅動環相對大齒盤轉動，並且產生一延滯時間，使得其中一磁鐵固定座會受到驅動環的帶動而在此延滯時間內相對另一磁鐵固定座轉動，迫使兩磁鐵之間產生錯位，藉由兩磁性感測器來感測兩磁鐵之間的錯位來中斷馬達所提供的助力，最後驅動環會繼續帶動大齒盤反轉，以達到煞車效果。

Description

電助力自行車之倒踩煞車機構

本發明與電助力自行車有關，特別是指一種電助力自行車之倒踩煞車機構。

一般自行車在騎乘時，騎乘者是以雙腳踩住踏板且以正踩方式來驅動曲柄軸轉動，曲柄軸在轉動時便會同步帶動大齒盤轉動，此時的大齒盤會再透過鏈條來帶動後輪轉動，以達到驅使自行車前進的目的。

當騎乘者要煞車時，通常是緊握煞車握把來驅動煞車卡鉗對後輪進行煞車動作，然而對某些握力不足的騎乘者來說，利如小孩或老年人，舊有的煞車設計可能沒有辦法達到應有的效果，無形中也就增加了騎乘時的危險性，所以業界已經研發出一種利用倒踩踏板來產生煞車效果的結構，例如US4,261,449以及US5,810,139號專利前案，即提供了利用鏈條受曲柄反踩倒轉時，連動了設於輪毂軸內之剎車機構來對後輪進行煞車動作；但是目前此等設計只有應用在一般的自行車而未確實應用在電助力自行車。因此，本案之發明人遂針對電助力自行車而開發出一種具有倒踩煞車功能之中置驅動機構。

本發明之主要目的在於提供一種電助力自行車之倒踩煞車機構，其在倒踩時產生一延滯時間，用以形成一時間差來讓馬達停止提供助力。

為了達成上述目的，本發明之倒踩煞車機構包含有一 馬達、一大齒盤、一曲柄軸、一驅動環、二磁性單元，以及二磁性感測器。該大齒盤具有一套筒，該套筒可單向轉動地連接該馬達，可受該馬達之驅動而正轉；該曲柄軸可轉動地穿設於該大齒盤之套筒；該驅動環套設固定於該曲柄軸且連接該大齒盤之套筒，使得該驅動環可受該曲柄軸之驅動而帶動該套筒轉動；各該磁性單元具有一磁鐵固定座及至少一磁鐵，該兩磁鐵固定座分別固定於該大齒盤之套筒及該驅動環，使得該兩磁鐵固定座可受該大齒盤之套筒及該驅動環之帶動而同步轉動或相對轉動，該兩磁鐵分別固定於該兩磁鐵固定座且相互對應，使得該兩磁鐵可於該兩磁鐵固定座相對轉動時產生錯位；各該磁性感測器電性連接該馬達且對應其中一該磁性單元之磁鐵，用以感測該兩磁鐵之間的錯位來中斷該馬達所提供的助力。藉此，一旦該馬達的助力在中斷之後，該驅動環仍然會繼續隨著該曲柄軸之轉動來帶動大齒盤反轉，以達到煞車效果。

為了詳細說明本發明之結構、特徵及功效所在，茲列舉一較佳實施例並配合下列圖式說明如後。

請參閱第一至三圖，為本發明一較佳實施例所提供之倒踩煞車機構10，主要應用於電助力自行車，包含有一馬達20、一大齒盤30、一曲柄軸40、一驅動環50、二磁性單元60，70，以及二磁性感測器80。

馬達20安裝於電助力自行車的車架，用以提供助力，由於馬達20為習知技術且非本案重點，在此容不贅述其細 部結構。

大齒盤30具有一套筒32，套筒32藉由一單向器(圖中未示)與馬達20連接，使得大齒盤30可受馬達20的驅動而作單向轉動，用以輸出馬達20所提供的助力。此外，套筒32之內環面具有二相對之嵌槽34。

曲柄軸40穿設於大齒盤30之套筒32內且以其兩端分別伸出馬達20外與一曲柄90連接，使得曲柄軸40可受該兩曲柄90的帶動而正轉或反轉。此外，曲柄軸40之外周面具有一第一鍵槽42。

驅動環50之內環面具有一第二鍵槽52，藉由設置一平鍵54於曲柄軸40之第一鍵槽42與驅動環50之第二鍵槽52之間，使得驅動環50能夠與曲柄軸40固定在一起。驅動環50之外環面向外突伸出二相對之嵌塊56，嵌塊56的長度小於嵌槽34的長度，用以嵌設於大齒盤30之套筒32的嵌槽34內，使得驅動環50可隨著曲柄軸40之轉動來帶動大齒盤30之套筒32進行正轉或反轉。

該兩磁性單元60，70分別具有一磁性固定座62，72與多數個磁鐵64，74。該兩磁鐵固定座62，72分別套設固定於大齒盤30之套筒32及驅動環50，該等磁鐵64，74分別固定於該兩磁鐵固定座62，72之外環面，其中，各磁性單元60，70之兩相鄰磁鐵64，74具有不同的磁性，而且，該兩磁性單元60，70之兩相對磁鐵64，74具有相同的磁性。

該兩磁性感測器80固定於一安裝座82，安裝座82跨 設於該兩磁鐵固定座62，72之間，而且，該兩磁性感測器80電性連接馬達20且分別對應該兩磁性單元60，70之磁鐵64，74，用以感測磁場的變化來控制馬達20的助力輸出。另外附帶說明的是，磁性感測器80在此為霍爾元件。

以上為本發明之倒踩煞車機構10的結構，以下再就本發明之操作過程及特色進行說明。

當騎乘者以正踩方式來驅動曲柄軸40正轉時，首先驅動環50會跟著曲柄軸40同步正轉，驅動環50在轉動時會藉由本身之嵌塊56與套筒之嵌槽34之間的配合來帶動大齒盤30正轉，如第四圖所示，使得鏈條會被大齒盤30帶動來驅動後輪前進，此外，驅動環50在帶動套筒32正轉時，該兩磁鐵固定座62，72亦會分別隨著套筒32及驅動環50同步正轉，此時的磁鐵64，74之間並不會產生錯位，如第五圖所示，所以馬達20可持續提供助力給大齒盤30之套筒32。

當騎乘者以倒踩方式來驅動曲柄軸40反轉時，驅動環50會先跟著曲柄軸40同步反轉，如第五圖所示，但此時的驅動環50之嵌塊56尚未接觸到套筒32之嵌槽34而會產生一延滯時間，接著磁鐵固定座62於此延滯時間內會受到驅動環50的帶動來相對磁鐵固定座72轉動，進而迫使該兩磁鐵單元60，70之磁鐵64，74之間產生錯位，如第六圖所示，此時的磁性感測器80便會感測到磁場的變化來中斷馬達20的助力，接著驅動環50之嵌塊56才會接觸到套筒32之嵌槽34來帶動大齒盤30反轉，如第八圖所示， 一旦大齒盤30開始反轉時，即可拉動鏈條來產生煞車效果。

綜上所陳，本發明之倒踩煞車機構10讓曲柄軸40在正向轉動時能夠驅使電助力自行車前進，在曲柄軸40反向轉動時則是藉由磁鐵64，74的錯位及磁性感測器80的偵測來中斷馬達20的助力，以便曲柄軸40能夠帶動大齒盤30反轉而達到產生煞車效果之目的。

10‧‧‧倒踩煞車機構

20‧‧‧馬達

30‧‧‧大齒盤

32‧‧‧套筒

34‧‧‧嵌槽

40‧‧‧曲柄軸

42‧‧‧第一鍵槽

50‧‧‧驅動環

52‧‧‧第二鍵槽

54‧‧‧平鍵

56‧‧‧嵌塊

60，70‧‧‧磁性單元

62，72‧‧‧磁鐵固定座

64，74‧‧‧磁鐵

80‧‧‧磁性感測器

82‧‧‧安裝座

90‧‧‧曲柄

第一圖為本發明一較佳實施例之立體圖。

第二圖為本發明一較佳實施例之局部立體圖。

第三圖為第二圖之立體分解圖。

第四圖為本發明一較佳實施例之剖視圖，主要顯示驅動環受曲柄軸之驅動來帶動套筒正轉之狀態。

第五圖為本發明一較佳實施例之局部俯視圖，主要顯示兩磁性單元之磁鐵之間並未產生錯位。

第六圖類同於第四圖，主要顯示驅動環反轉且驅動環之嵌塊尚未接觸到套筒之嵌槽之狀態。

第七圖類同於第五圖，主要顯示兩磁性單元之磁鐵之間產生錯位。

第八圖類同於第六圖，主要顯示驅動環帶動套筒反轉之狀態。

32‧‧‧套筒

34‧‧‧嵌槽

40‧‧‧曲柄軸

42‧‧‧第一鍵槽

50‧‧‧驅動環

52‧‧‧第二鍵槽

54‧‧‧平鍵

56‧‧‧嵌塊

60，70‧‧‧磁性單元

62，72‧‧‧磁鐵固定座

64，74‧‧‧磁鐵

80‧‧‧磁性感測器

82‧‧‧安裝座

Claims (6)

1. 一種電助力自行車之倒踩煞車機構，包含有：一馬達；一大齒盤，具有一套筒，該套筒可單向轉動地連接該馬達，可受該馬達之驅動而正轉；一曲柄軸，可轉動地穿設於該大齒盤之套筒；一驅動環，套設固定於該曲柄軸且連接該大齒盤之套筒，當該曲柄軸於正轉時，該驅動環會受到該曲柄軸之驅動而經由該套筒來帶動該大齒盤同步正轉，當該曲柄軸於反轉時，該驅動環會受到該曲柄軸之驅動而與該套筒之間相對轉動，並且在經過一延滯時間後再經由該套筒來帶動該大齒盤反轉；二磁性單元，分別具有一磁鐵固定座及至少一磁鐵，該兩磁鐵固定座分別固定於該大齒盤之套筒及該驅動環，該兩磁鐵分別固定於該兩磁鐵固定座且相互對應，當該曲柄軸於正轉時，該兩磁鐵固定座會同時受到該大齒盤之套筒及該驅動環的帶動而同步轉動，當該曲柄軸於反轉時，其中一該磁鐵固定座會受到該驅動環的帶動而在該延滯時間內相對另一該磁鐵固定座轉動，使該兩磁鐵之間產生錯位；以及二磁性感測器，電性連接該馬達且分別對應該兩磁性單元之磁鐵，用以感測該兩磁鐵之間的錯位來中斷該馬達所提供的助力。
2. 如請求項1所述之電助力自行車之倒踩煞車機構， 其中該大齒盤之套筒的內環面具有至少一嵌槽，該驅動環的外環面具有至少一嵌塊，該嵌塊嵌設於該嵌槽內，且該嵌塊的長度小於該嵌槽的長度。
3. 如請求項1所述之電助力自行車之倒踩煞車機構，其中該曲柄軸之外周面具有一第一鍵槽，該驅動環之內環面具有一第二鍵槽，該第一、第二鍵槽內設有一平鍵。
4. 如請求項1所述之電助力自行車之倒踩煞車機構，其中該兩磁性單元之磁鐵具有相同的磁性。
5. 如請求項1所述之電助力自行車之倒踩煞車機構，其中各該磁性單元之磁鐵的數目為多數個，相鄰兩該磁鐵具有不同的磁性。
6. 如請求項1所述之電助力自行車之倒踩煞車機構，其中該兩磁性感測器固定於一安裝座，該安裝座跨設於該兩磁鐵固定座之間。