CN201280208Y - 自行车之动力辅助结构 - Google Patents

Abstract

一种自行车之动力辅助结构，其特征在于：它包括有：一踏板组件；该踏板组件是由一第一踏板、一第二踏板、一踏板组件曲轴及一曲轴壳所组成，该踏板组件曲轴连接该第一、二踏板，该踏板组件曲轴设置于该曲轴壳内；一链轮组件，该链轮组件具有与该踏板组件的第一踏板连接的驱动组件；一马达组件；一减速齿轮组件，该减速齿轮组件连接该马达组件；一动力辅助组件，该动力辅助组件容置于该踏板组件曲轴附近，以同心圆安装，且该动力辅助组件具有该动力输出组件与该链轮组件之间连接的一动力辅助装置，而该动力辅助组件连接一第二驱动组件，该动力辅助组件与该曲轴壳是以同心圆设置在该踏板组件曲轴的中央轴周围。

Description

自行车之动力辅助结构

(一)技术领域：

本实用新型是关于一种自行车之动力辅助结构，尤指一种可提供自行车辅助动力的动力辅助结构。属于自行车配件构造领域。

(二)背景技术：

习知的自行车结构，大多需要骑乘者脚踏使用，对于体力较差，或者遇到爬坡路段时，对于骑乘者的使用上极为费力，且不方便；

所以进一步有电动自行车的出现，虽然可解决前述一般自行车的问题，但是，大多数的电动自行车在骑乘使用时，其动力辅助是会强制驱动踏板的曲轴臂，使得骑乘者在使用时，极为突兀、不便，且易造成骑乘者的腿部不适感，急需改进。

(三)实用新型内容：

本实用新型的主要目的是在于提供一种自行车之动力辅助结构，以方便使用者骑乘。

本实用新型一种自行车之动力辅助结构，其包括：

一踏板组件；该踏板组件是由一第一踏板、一第二踏板、一曲轴及一曲轴壳所组成，该曲轴是连接该第一、二踏板，该曲轴壳是用以设置该曲轴；

一链轮组件；该链轮组件具有连接到自行车车轮的一链及一链轮，而该链轮组件具有与该踏板组件的第一踏板连接的超限运转驱动件；

一马达组件；

一减速齿轮组件，该减速齿轮组件连接到该马达组件，且该减速齿轮组件具有一齿轮组件驱动输出；

一动力辅助驱动组件，该动力辅助驱动组件包含于该曲轴附近以同心圆安装的一动力辅助驱动构件，且该动力辅助驱动组件具有于该齿轮组件驱动输出与该链轮组件之间连接的一动力辅助驱动，而该动力辅助驱动连接一第二超限运转驱动件，且该动力辅助驱动构件具有在自行车上的第一与第二动力辅助构件部分，而该动力辅助驱动构件与该曲轴壳是以同心圆设置在该曲轴的中央轴周围。

其中，该动力辅助驱动构件的第二动力辅助构件部分具与该驱动链轮连接的一固定动力，且该动力辅助驱动构件的第一动力辅助构件部分是经由该动力辅助超限运转驱动件连接，而与该齿轮组件驱动输出连接。

其中，该动力辅助驱动构件是可旋转安装在轴承上，且该等轴承具有与该曲轴壳的动作负载轴承关是，且该曲轴至少部分透过与该动力辅助驱动构件的负载轴承关是中的轴承所支撑。

本实用新型的技术方案再补充说明如下：

一种自行车之动力辅助结构，其特征在于：它包括有：

一踏板组件；该踏板组件是由一第一踏板、一第二踏板、一踏板组件曲轴及一曲轴壳所组成，该踏板组件曲轴连接该第一、二踏板，该踏板组件曲轴设置于该曲轴壳内；

一链轮组件，该链轮组件具有与该踏板组件的第一踏板连接的驱动组件；

一马达组件；

一减速齿轮组件，该减速齿轮组件连接该马达组件；

一动力辅助组件，该动力辅助组件容置于该踏板组件曲轴附近，以同心圆安装，且该动力辅助组件具有该动力输出组件与该链轮组件之间连接的一动力辅助装置，而该动力辅助组件连接一第二驱动组件，该动力辅助组件与该曲轴壳是以同心圆设置在该踏板组件曲轴的中央轴周围。

其中，该动力辅助驱动构件的第二动力辅助构件部分具有该驱动链轮连接的一固定动力，且该动力辅助驱动构件的第一动力辅助构件部分是经由该动力辅助超限运转驱动件连接，而与该齿轮组件驱动输出连接。

其中，该动力辅助组件是旋转安装在轴承上，且该等轴承与该曲轴壳连接，该踏板组件曲轴部分透过该动力辅助组件，并用轴承所支撑。

本实用新型自行车之动力辅助结构，其优点及功效在于：有效地改善了习知结构所存在的种种缺点，结构简单、坚固，使骑乘者在使用时，不易造成腿部不适感。

(四)附图说明：

图1是本实用新型的立体组合示意图。

图2是本实用新型的组合侧面示意图。

图3是本实用新型的减速齿轮组件的组合剖面示意图。

图4是本实用新型的组合剖面示意图。

图中标号说明如下：

自行车10            车架12            后轮16              驱动组件22

踏板组件24          曲轴壳25          链轮组件26          前向链轮组件28

驱动链30            后链轮组件32      动力辅助装置60      马达组件62

减速齿轮组件64      动力辅助组件66

驱动带子74          齿轮组件壳76      减速齿轮组件80      动力输出组件82

输入端84            输入壳组件86      输出端88            输出壳组件90

螺闩92              纵向中央轴94      端板96              周边部分98

碟形端板100         周边部分102       安装板104           输入滑车轮106

衔接凹槽部分108     锥形主体部分110   螺纹中央孔112       输入轴116

后输入端部分114     后端轴承117       平衡物118           第二平衡物120

前端122             轴承124           后封口125           表面130

离心驱动部128       中央轴132         轴承138、140        连身齿轮组件136

第一后齿轮部分142   第二前向齿轮部分144       固定环齿轮146     轴承150

环齿轮148           前向圆筒形延伸152         周边封孔154       输出壳156

后圆筒形部分157     向内阶梯部分158           端板160

输出轴承构件162     输出齿轮164

驱动链168           踏板组件曲轴170           左、右曲轴臂172、174

轮轴178               内部离合器构件182        外部离合器构件184

惯性滑行离合器188      动力辅助轴190           外部离合器部分192    链轮194

内部离合器构件196      左端部分198             轴承构件200

转接头204              延伸凸缘206

圆筒形凸缘208          圆筒形凸缘210       右边转接头构件212        圆筒形连接部分214

延伸凸缘部分216        凸缘部分218         链轮连接构件222          圆筒形连接构件224

向外阶梯部分226        内部轴承构件228     链轮架设部分230

(五)具体实施方式：

本实用新型一种自行车之动力辅助结构，如图1-4所示，一自行车10结构是一般典型的自行车结构，其包括一车架12、一前轮(图中未示)、一后轮16、一手把(图中未示)及一驱动组件22；

其中，该驱动组件22包含安装到曲轴壳25的一踏板组件24及一链轮组件26，该链轮组件26包含一前向链轮组件28、一驱动链30及一后链轮组件32。

本实用新型进一步包括一动力辅助装置60，该动力辅助装置60是由一马达组件62、一减速齿轮组件64及一动力辅助组件66所组成。

而由本实用新型装设动力辅助装置60，可完成下列四个主要操作模式如下：

a)动力辅助模式：其中，自行车脚踏供应动力，且动力辅助组件66提供动力；

b)唯独踏板模式：其中，只透过脚踩自行车供应动力；

c)唯独动力辅助模式：其中，自行车脚踏不提供任何动力，且所有动力是透过动力输出组件供应；以及

d)靠惯性滑行无动力模式：其中，自行车是在踏板组件静止时行进，且踏板组件或动力辅助驱动不传递动力。

该马达组件62包含马达，且其具有衔接一驱动带子74的；在本实施例中，马达具有例如11/2匹马力动力输出的马达输出，并能以4000 RPM运转，并可高达8000 RPM。或者，马达可为一电动马达，也能以4000 RPM或更高进行运转。此外，马达可直接安装到自行车。在更广泛的范围内，RPM可为从1000、1500、2000、2500、3000、3500或4000范围，高达例如4500、5000、5500、6000、4000、8000、9000、10,000、11,000或12,000 RPM范围。马力明显可为1/2(或低于1/2)、3/4、1.0、1.75、2.0、2.5、3.0匹马力或更高。有些设计选项符合某些应用或需求，或利用动力源予以改善等。

该减速齿轮组件64包含一齿轮组件壳76、一动力输入组件、一减速齿轮组件80及一动力输出组件82，该齿轮组件壳76包含一输入端84，且其具有一输入壳组件86及一输出壳组件90的一输出端88，该输入壳组件86及一输出壳组件90是于螺闩92周边部分连接，而该齿轮组件壳76具有一纵向中央轴94。

该输入壳组件86具有平截头体锥形结构的一端板96和从该端板96周边前向延伸的一圆筒形周边部分98。

该输出壳组件90包含一碟形端板100和从该碟形端板100周边向后延伸的一周边部分102。

该螺闩92是经由周边部分98延伸连接到周边部分102。在两周边部分98与102之间的放置是一安装板104的上端、下端连接到该曲轴壳25。

该螺闩92是经由该安装板104延伸，以将它紧紧连接到该齿轮组件壳76。该安装板可连接到此安装板104。

该动力输入组件包含一输入滑车轮106、具有衔接凹槽部分108和衔接凹槽部分108的一周边带子与一平截头体锥形主体部分110。

该滑车轮106具有一螺纹中央孔112，且其连接到以纵向中央轴94可旋转安装的一纵向延伸输入轴116的后输入端部分114。

该输入轴116的后面部分是在该输入壳组件86中透过后端轴承117支撑，且该输入轴116的后端具有一平衡物118，且前端具有第二平衡物120，而该输入轴116的前端122是安装在端轴承124上。后封口125是放置于该输入轴116与该输入壳组件86之间。

该输入轴116的纵向中央部分，使用具有外部圆筒形表面130的一圆筒形离心驱动部128，且该外部圆筒形表面130是与该圆筒形离心驱动部分128的偏移中央轴132形成同心圆。当轴116旋转时，该偏移中央轴132会以纵向中央轴94运转。

该减速齿轮组件80，包含透过前后轴承138和140安装到驱动部分128的一连身齿轮组件136，如此可与偏移中央轴132形成同心圆。连身齿轮组件136包含第一后齿轮部分142与第二前向齿轮部分144。第一齿轮部分142是放置在后壳组件86周边部分98的周围固定环齿轮146中。第一齿轮部分142的螺栓节圆直径是适度小于固定环齿轮146的内部螺栓节圆直径。随着第一齿轮部分142与偏移轴132形成同心圆，及随着与第一齿轮部分142衔接固定环齿轮146，当输入轴116以纵轴94旋转时，第一齿轮部分142具有以中央轴132旋转运动，并也具有纵向中央轴94的轨道运动。

在固定环齿轮146前方，具有在轴承150中安装的可旋转安装环齿轮148，且其围绕环齿轮148，而且是放置在固定环齿轮146的前向圆筒形延伸152。环齿轮148前向有一周边封孔154。可旋转安装的环齿轮148的第二前向齿轮部分144。第二前向齿轮部分144的外部直径是适度小于可旋转环齿轮148的内部直径。如此，随着彼此固定连接的第一后齿轮部分142与第二前向齿轮部分144，连身齿轮组件136的旋转可使可旋转环齿轮148旋转。第一后齿轮部分142与第二前向齿轮部分144的直径、与固定环齿轮146与环齿轮148的内部直径可选择，所以减速比率是大约45:1或50:1、或更广泛范围，可低到类似40:1、35:1、或30:1，或或许更低、或许高到55:1、60:1、65:1、90:1、75:1、80:1、100:1、125:1、150:1、200:1、或更高。

该动力输出组件82包含一输出壳156，且其具有一后圆筒形部分157，而且是环齿轮148的前向延伸及固定连接。此圆筒形部分157连接到一向内阶梯部分158，且其进一步前向延伸以连接到一端板160。圆筒形部分157与向内阶梯部分158与端板160可彼此整个形成。有一输出轴承构件162，以将输出壳156安装到输出壳组件90。向内阶梯壳部分158是经由该轴承124支撑输入轴116前端。

最后的输出构件是一输出齿轮164，且其安装到输出壳156，放置向内阶梯部分158周围，且向前接触该后圆筒形部分157。驱动链168的上端衔接输出齿轮164，且从其向下延伸到与动力辅助组件66的驱动衔接。输出壳组件90具有适应驱动链168的孔口，所以它可延伸穿过输出壳组件90以连接动力辅助输出组件66。

因此，保持既有曲轴壳25，及有放置在曲轴壳25的一踏板组件曲轴170。分别有左、右曲轴臂172、174，且一脚踏板连接到左、右曲轴臂172、174。在曲轴的右端，有一轮轴178安装一踏板驱动靠惯性滑行离合器，且其包含连接到轮轴178的一内部离合器构件182、与一外部离合器构件184，显示螺闩92而连接到前向链轮组件28。

另外，靠惯性滑行离合器的配置，当自行车骑驶者在动力下脚踏向前移动自行车时，内部离合器构件182和外部离合器构件184会以驱动关系衔接。当前向链轮组件28正以快于踏板组件曲轴170旋转或当踏板组件24静止时旋转，外部离合器构件184将自由旋转。

为了要将我们的注意力转移到动力辅助组件66，有第二惯性滑行离合器188与一动力辅助轴190(也称为载轴)，且其与惯性滑行离合器188的左端部分连接。此动力辅助轴190具有一管状圆筒形结构，且同心圆围绕该踏板组件曲轴170。此惯性滑行离合器188具有一外部离合器部分192，且其具有衔接该驱动链168的链轮194，所以外部离合器部分192的功能如同一链轮194。

惯性滑行离合器188具有一内部离合器构件196，且其安装到动力辅助轴190的左端部分198，其左端部分198的直径小于动力辅助轴190的主要部分的直径。一轴承构件200是放置在左端部分198，以提供踏板组件曲轴170的左端支撑。在惯性滑行离合器188右边的动力辅助轴190附近以同心圆放置及固定连接到曲轴壳25左端，是一转接头构件或转接头204。该转接头204包含一向外辐射延伸凸缘206与一后者向外延伸圆筒形凸缘208，且延伸凸缘206与圆筒形凸缘208衔接具有一穿孔的安装板104，其中该安装板104是安装到延伸凸缘206，且安装板104的侧表面衔接圆筒形凸缘208。该转接头204也具有一向内延伸圆筒形凸缘210，且其具有外部螺纹可使它成螺纹进入曲轴壳25的左端。

在曲轴壳25的右端，有一右边转接头构件212，其包含一向内延伸圆筒形连接部分214，且具有衔接曲轴壳25右端部分的内部成螺纹表面部分的外部螺纹。该右边转接头构件212也包含一辐射延伸凸缘部分216，且其连接到放置一轴承构件200的向外延伸圆筒形凸缘部分218，以提供支撑该动力辅助轴190的右端部分。

连接到动力辅助轴190的右端，有一链轮连接构件222，其包含一向内延伸圆筒形连接构件224，并具有内部螺纹以衔接该动力辅助轴190的右端部分。此链轮连接构件222具有一向外阶梯部分226，且其内部是一内部轴承构件228，以提供该踏板组件曲轴170右端部分支撑，且其外部是该外部轴承构件200，以提供动力辅助轴190右端部分支撑。

请继续配合参阅图1-4所示，当自行车骑驶者利用脚踩踏自行车，而没有任何动力辅助时，左、右曲轴臂172、174旋转造成踏板组件曲轴170旋转，内部离合器构件182会衔接外部离合器构件184，所以，前向链轮组件26旋转以将动力传递给后轮16。

同时，动力辅助轴190是固定连接到前向链轮组件26，并使用与踏板组件曲轴170相同的速度旋转。随着动力辅助装置60的静止，如此一来，惯性滑行离合器188的外部离合器构件192不旋转，但是，内部离合器构件196则是自由旋转。在“唯独踏板”操作模式中，轴承构件200和内部轴承构件228的组件是不旋转，内部离合器构件182和外部离合器构件184、与惯性滑行离合器的任何相对旋转是不存在。

另外，假设自行车开始上坡，且骑驶者想要动力辅助操作，马达62将会启动，且马达62的控制杆将会放置在方便的位置，例如在手把的适当位置。

当马达62速度增加时，输出链轮164的旋转速度也会增加；此时，当链轮194的旋转速度符合动力辅助轴190的旋转速度时，外部离合器部分192与内部离合器构件196将会驱动衔接，所以动力会从马达62传递给动力辅助轴190而至前向驱动链轮组件26。若骑驶者仍然进行脚踏，则仍然经由该踏板组件运用驱动力，而该动力辅助装置60将提供额外动力来维持想要自行车加速上坡。那么，动力辅助不能强制驱动踏板曲轴臂，此可提供实质安全因素。

另外，假设自行车骑驶者已到达山顶，且在小路或道路行进。如果骑驶者感觉疲劳时，骑驶者只要停止脚踏。在本实施例中，马达组件62会仍然操作，且动力仍然会传递给动力辅助轴190。惯性滑行离合器188会在驱动模式操作，而惯性滑行离合器会以惯性滑行模式操作。因此，动力辅助不能够强制驱动踏板曲轴臂，此可提供实质安全因素。

另外，假设自行车是靠惯性滑行下坡，而没有任何动力辅助，脚踏板是静止。在此操作模式，惯性滑行离合器和188是靠惯性滑行。

此外，应该可确认另一有利特征是随着马达68以非常高的RPM运转，相较于减速齿轮组件的输出，马达68输出转力矩是相当非常小，因此，驱动带子74上的张力是非常低的。

Claims (2)

1、一种自行车之动力辅助结构，其特征在于：它包括有：

一踏板组件；该踏板组件是由一第一踏板、一第二踏板、一踏板组件曲轴及一曲轴壳所组成，该踏板组件曲轴连接该第一、二踏板，该踏板组件曲轴设置于该曲轴壳内；

一链轮组件，该链轮组件具有与该踏板组件的第一踏板连接的驱动组件；

一马达组件；

一减速齿轮组件，该减速齿轮组件连接该马达组件；

一动力辅助组件，该动力辅助组件容置于该踏板组件曲轴附近，以同心圆安装，且该动力辅助组件具有该动力输出组件与该链轮组件之间连接的一动力辅助装置，而该动力辅助组件连接一第二驱动组件，该动力辅助组件与该曲轴壳是以同心圆设置在该踏板组件曲轴的中央轴周围。

2、根据权利要求1所述的自行车之动力辅助结构，其特征在于：该动力辅助组件是旋转安装在轴承上，且该等轴承与该曲轴壳连接，该踏板组件曲轴部分透过该动力辅助组件，并用轴承所支撑。

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