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TWI867985B - 自行車之中置馬達傳動裝置 - Google Patents

自行車之中置馬達傳動裝置 Download PDF

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TWI867985B
TWI867985B TW113110575A TW113110575A TWI867985B TW I867985 B TWI867985 B TW I867985B TW 113110575 A TW113110575 A TW 113110575A TW 113110575 A TW113110575 A TW 113110575A TW I867985 B TWI867985 B TW I867985B
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TW
Taiwan
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gear
clutch gear
clutch
tooth
mid
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TW113110575A
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TW202537890A (zh
Inventor
黃晧倫
王鈞呈
王曉瑜
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達詳科技股份有限公司
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Priority to JP2024131807A priority patent/JP7738939B1/ja
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Abstract

本創作提出一種自行車之中置馬達傳動裝置，其有一外殼、一輸出軸、一馬達、及一離合組件。離合組件在外殼內且有一驅動環、一離合齒輪、一輸出齒輪、及一推動器。驅動環連於馬達。離合齒輪在驅動環內沿軸向移動並受磁吸。輸出齒輪連於輸出軸且與離合齒輪可分離地連接。推動器位於離合齒輪一側且有磁性。推動器有一座殼、一推動盤、及一彈性件。推動盤在座殼內沿軸向移動，彈性件抵靠推動盤及座殼。離合齒輪能驅動推動盤轉動以推動自身咬合輸出齒輪，彈性件和推動器能將推動盤復位；離合齒輪和輸出齒輪分離後，推動器能讓離合齒輪復位。

Description

自行車之中置馬達傳動裝置
本創作是關於一種傳動裝置，尤其是關於一種自行車的中置馬達傳動裝置。
由於休閒生活的提倡以及環保意識的抬頭，自行車的騎乘人口越來越多，也使用的區域也越來越廣泛。然而，對於有些地勢比較陡峭的地區或者有長途騎乘的需求，又或是單純體力比較不足的騎乘者，在騎乘自行車時可能會遇到比較艱困的處境，因此除了常見的全部以人力踩踏之人力自行車外，為了讓騎乘者能夠節省體力，也發展出了電動輔助自行車。
電動輔助自行車中多半藉由安裝電機於自行車上，輸出動力以輔助騎乘者前進。在這之中，有一種中置馬達(Mid Drive Unit, 或稱中置電機)，其由於並非設置於前輪或後輪，而係安裝於自行車的中軸(或稱五通軸心)故得名。中置馬達提供動力輸出於自行車的中軸，因此能讓騎乘者節省踩踏踏板的體力。
不過，因為法規限制，中置馬達所能提供的速度具有上限，當若自行車的速度達到法規的限制時，馬達必須斷電停止提供動力。然而此時若是該中置馬達的傳動裝置仍然互相結合的話，從動結構需要反過來帶動主動結構，因此消耗騎乘者的體力。因此需要一個離合結構的輔助，在馬達斷電時把主動結構和從動結構分離，如此一來也能減少傳動裝置的零件磨耗。
此外，由於中置馬達係設置在自行車的中軸位置，需要不斷承受騎乘者的踩踏震盪，而且中置馬達內大多還需要配合設置多段減速齒輪箱，所以空間十分緊湊狹小，因此，要如何在中置馬達狹窄的空間中設置離合結構，還要在承受不斷地踩踏震盪的情形下能穩定離合，是有待加以思考及研發之課題。
本創作的主要目的在於，提供一種自行車之中置馬達傳動裝置，其具有離合功能，能夠使馬達與從動側之間的傳動分離或結合。
為達成上述目的，本創作提出一種自行車之中置馬達傳動裝置，其包含： 一外殼，其具有相對兩面； 一輸出軸，其貫穿該外殼的相對兩面，該輸出軸具有： 一傳動齒部，其凸設於該輸出軸的外周面； 一馬達，其設置於該外殼內；以及 一離合組件，其設置於該外殼內，且該離合組件連接該輸出軸與該馬達，該離合組件包含： 一驅動環，其連接於該馬達，藉此受該馬達帶動轉動，該驅動環具有： 一外環齒部，其形成於該驅動環的外周面，該馬達連接於該外環齒部；及 一內環齒部，其形成於該驅動環的內周面； 一離合齒輪，其設置於該驅動環內，且能沿該驅動環的軸向方向移動，該離合齒輪包含可受磁性吸引之材料；該離合齒輪具有： 一離合環齒部，其形成於該離合齒輪的外周面，且與該驅動環的該內環齒部咬合； 複數第一嵌齒部，其形成於該離合齒輪的其中一端面，該等第一嵌齒部環繞該離合齒輪的轉動中心且該等第一嵌齒部互相連接；及 一第一抵靠部，其形成於該離合齒輪的另一端面； 一輸出齒輪，其連接於該輸出軸，並能帶動該輸出軸轉動，該輸出齒輪與該離合齒輪可分離地互相連接；該輸出齒輪具有： 一輸出環齒部，其形成於該輸出齒輪的外周面，且與該輸出軸的該傳動齒部互相咬合； 複數第二嵌齒部，其形成於該輸出齒輪朝向該離合齒輪之一端面，該等第二嵌齒部環繞於該輸出齒輪的轉動中心，且該等第二嵌齒部互相連接，該等第二嵌齒部與該等第一嵌齒部選擇性地互相嵌合；以及 一推動器，其位於該離合齒輪相對於該輸出齒輪的一側，該推動器具有磁性，且該推動器包含： 一座殼，其圍繞形成一設置空間，且形成有一開口，該開口連通於該設置空間，且該開口朝向該離合齒輪，該座殼具有： 一內底面，其位於該設置空間內，且朝向該開口；及 一第一滑動部，其形成於內底面； 一推動盤，其位於該設置空間，且能沿該座殼的軸向方向移動，該推動盤具有： 一第二抵靠部，其形成於該推動盤朝向該開口的一面，該第二抵靠部與該第一抵靠部可分離地互相抵靠，藉此該離合齒輪驅動該推動盤轉動；及 一第二滑動部，其形成於該推動盤朝向該內底面之一面，且能相對該第一滑動部滑動；以及 一彈性件，其位於該設置空間，該彈性件抵靠於該推動盤及該座殼的該開口的周緣。
因此，本創作的優點在於，在馬達停止輸出動力後，離合齒輪能與輸出齒輪互相分離，避免造成使用者踩踏的阻力，也避免持續磨損離合齒輪和輸出齒輪；另一方面，當馬達輸出動力時，推動盤能推動離合齒輪，使之咬合於輸出齒輪，藉此傳遞動力於輸出軸。
如前所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中，該離合組件進一步包含一傳動軸件，其貫穿設置於該離合齒輪、該輸出齒輪、及該推動器，該離合齒輪、該輸出齒輪、及該推動器分別能相對該傳動軸件轉動。
如前所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中，該離合組件進一步包含一中置軸承，其設置於該驅動環；且該驅動環進一步具有一環凸部，其凸出形成於該驅動環的其中一端面，且環繞該驅動環的轉動中心，該驅動環藉由該環凸部穿設於該中置軸承，藉此相對該中置軸承轉動。
如前所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中該離合齒輪朝向該輸出齒輪的方向凸出形成一第一接合部，且該等第一嵌齒部位於該第一接合部朝向該輸出齒輪的一面；且該輸出齒輪朝向該離合齒輪的方向凸出形成一第二接合部，且該等第二嵌齒部位於該第二接合部朝向該離合齒輪的一面。
如前所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中該第一滑動部為一凹槽，其凹陷形成於該內底面，該第一滑動部具有一槽底面，該槽底面相對於該內底面為傾斜；且該第二滑動部為一凸塊，該第二滑動部位於該第一滑動部內，且接觸該槽底面，該第二滑動部能沿該槽底面滑動。
如前所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中各該第一嵌齒部與各該第二嵌齒部皆為棘齒，各該第二嵌齒部的形狀對應於各該第一嵌齒部的形狀。
如前所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中各該第一嵌齒部包含一第一牙面以及一第二牙面，該第一牙面與該第二牙面相連接，且朝向該輸出齒輪的方向延伸，並往該離合齒輪之轉動方向的切線方向傾斜。
如前所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中該第一抵靠部凸出於該離合齒輪朝向該推動盤之一面，該第二抵靠部凸出於該推動盤朝向該離合齒輪之一面，藉此該第一抵靠部能沿該離合齒輪的轉動方向推抵該第二抵靠部。
如前所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中該推動器進一步包含一第一磁性件，其設置於該座殼，且位於該開口旁。
如前所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中該推動盤包含可受磁力吸引之材料；且該推動器進一步具有一第二磁性件，其設置於該內底面，藉此吸引該推動盤。
首先請參考圖1至圖4，本創作提出一種自行車之中置馬達傳動裝置，其包含一外殼10、一輸出軸20、一馬達30、及一離合組件40。
外殼10具有相對兩面，輸出軸20穿設於外殼10，且貫穿外殼10的相對兩面。輸出軸20具有一傳動齒部21，傳動齒部21凸設於輸出軸20的外周面，且傳動齒部21位於外殼10內，本實施例中，傳動齒部21為斜齒，但不以此為限。馬達30設置於外殼10內。離合組件40設置於外殼10內，且離合組件40連接輸出軸20與馬達30。本實施例中，馬達30藉由一連接齒輪組31連接於離合組件40，且連接齒輪組31包含多個斜齒輪，但並不以此為限。
接著請參考圖4至圖7，離合組件40包含一驅動環41、一離合齒輪42、一輸出齒輪43、一推動器44、一傳動軸件45、及一中置軸承46。
如圖4至圖8所示，驅動環41連接於馬達30，藉此受馬達30帶動轉動。驅動環41具有一外環齒部411、一內環齒部412、及一環凸部413。
外環齒部411形成於驅動環41的外周面，馬達30的連接齒輪組31連接於外環齒部411。內環齒部412形成於驅動環41的內周面。本實施例中，驅動環41具有相對的兩端面，而環凸部413凸出形成於其中一端面，且環繞驅動環41的轉動中心，但不以此為限，在其他實施例中，驅動環41可不具有環凸部413。
接著請參考圖6至圖8、圖11、及圖12，離合齒輪42設置於驅動環41內，且能沿驅動環41的軸向方向相對於驅動環41移動。本實施例中，離合齒輪42包含可受磁性吸引之材料，但不以此為限。離合齒輪42具有一離合環齒部421、複數第一嵌齒部422、一第一接合部423、及一第一抵靠部424。
離合環齒部421形成於離合齒輪42的外周面，且與驅動環41的內環齒部412咬合，藉此驅動環41帶動離合齒輪42轉動，本實施例中，離合環齒部421為斜齒，但不以此為限。離合齒輪42在軸向方向上具有相對兩端面，而第一嵌齒部422形成於其中朝向輸出齒輪43的一端面。具體來說，本實施例中的離合齒輪42朝向輸出齒輪43的方向凸出形成第一接合部423，而第一接合部423朝向輸出齒輪43的一面即為離合齒輪42的朝向輸出齒輪43的端面，第一嵌齒部422形成於第一接合部423朝向輸出齒輪43的一面。
第一嵌齒部422環繞離合齒輪42的轉動中心，且第一嵌齒部422互相連接。本實施例中，如圖12所示，各第一嵌齒部422為棘齒而具有一第一牙面4221以及一第二牙面4222，第一牙面4221與第二牙面4222相連接，且朝向輸出齒輪43的方向延伸，並往離合齒輪42之轉動方向的切線方向傾斜。
第一抵靠部424凸出形成於離合齒輪42朝向推動器44的另一端面，本實施例中，第一抵靠部424包含多個沿離合齒輪42的徑向方向延伸的凸條，多個凸條沿離合齒輪42的周向方向間隔排列，但並不以此為限，第一抵靠部424的形式可依需求調整。
此外，在本實施例中，離合齒輪42朝向推動器44的一面凸出形成有一延伸部425，延伸部425環繞離合齒輪42的轉動中心，而第一抵靠部424位於延伸部425，但不以此為限，在其他實施例中，離合齒輪42可不具有延伸部425。
接著請參考圖4至圖7及圖12，輸出齒輪43連接於輸出軸20，並能帶動輸出軸20轉動。輸出齒輪43與離合齒輪42可分離地互相連接，藉此離合齒輪42選擇性地驅動輸出齒輪43轉動。輸出齒輪43具有一輸出環齒部431、複數第二嵌齒部432、及一第二接合部433。
輸出環齒部431形成於輸出齒輪43的外周面，且與輸出軸20的傳動齒部21互相咬合，本實施例中，輸出環齒部431為斜齒，但並不以此為限。輸出齒輪43在軸向方向上具有相對兩端面，而第二嵌齒部432形成於輸出齒輪43朝向離合齒輪42之其中一端面。具體來說，輸出齒輪43朝向離合齒輪42的方向凸出形成一第二接合部433，而第二接合部433朝向離合齒輪42的一面即為輸出齒輪43朝向離合齒輪42的端面，第二嵌齒部432位於第二接合部433朝向離合齒輪42的一面。
第二嵌齒部432環繞輸出齒輪43的轉動中心，且第二嵌齒部432互相連接。第二嵌齒部432與第一嵌齒部422選擇性地互相嵌合，具體來說，本實施例中，各第二嵌齒部432皆為棘齒，且各第二嵌齒部432的形狀對應於第一嵌齒部422的形狀，但並不以此為限。
接著請參考圖6至圖8及圖11，推動器44位於離合齒輪42相對於輸出齒輪43的一側，推動器44具有磁性，且推動器44包含一座殼441、一推動盤442、一彈性件443、一第一磁性件444、及一第二磁性件445。
座殼441圍繞形成一設置空間4411，且形成有一開口4412，開口4412連通於設置空間4411，且開口4412朝向離合齒輪42。座殼441進一步具有一內底面4413及一第一滑動部4414，內底面4413位於設置空間4411內且朝向開口4412，而第一滑動部4414形成於內底面4413。本實施例中，內底面4413形成有多個第一滑動部4414，多個第一滑動部4414沿內底面4413的周向方向間隔設置；各第一滑動部4414為一凹槽並凹陷形成於內底面4413，且各第一滑動部4414具有一槽底面4415，槽底面4415相對於內底面4413為傾斜，具體來說，槽底面4415係沿離合齒輪42的旋轉方向往離合齒輪42的方向傾斜，但不以此為限，在其他實施例中，第一滑動部4414可不為凹槽。
推動盤442位於設置空間4411中，且能沿座殼441的軸向方向移動，本實施例中，推動盤442為一圓盤，且包含可受磁力吸引之材料，但不以此為限，推動盤442的形式可依需求調整。推動盤442具有一第二抵靠部4421及一第二滑動部4422。
第二抵靠部4421形成於推動盤442朝向開口4412的一面，且第二抵靠部4421可分離地與第一抵靠部424互相抵靠，藉此離合齒輪42能驅動推動盤442轉動。具體來說，本實施例中，第二抵靠部4421包含多個凸條，各凸條沿推動盤442的徑向方向延伸，並凸出形成於推動盤442朝向離合齒輪42之一面，且多個凸條沿推動盤442的周向方向間隔設置。由於第一抵靠部424的多個凸條凸出形成於離合齒輪42朝向推動盤442之一面，當推動盤442與離合齒輪42互相接觸時，第一抵靠部424能沿離合齒輪42的轉動方向推抵第二抵靠部4421，藉此離合齒輪42帶動推動盤442轉動。
此外，本實施例中，離合齒輪42以延伸部425穿設於座殼441的開口4412，藉此離合齒輪42可分離地接觸於推動盤442，並進一步讓第一抵靠部424推抵於第二抵靠部4421。
第二滑動部4422形成於推動盤442朝向內底面4413之一面，且能相對第一滑動部4414滑動。本實施例中，推動盤442具有多個第二滑動部4422，第二滑動部4422的數量及位置對應於第一滑動部4414的數量和位置。各第二滑動部4422為一凸塊，並位於第一滑動部4414的凹槽內，且各第二滑動部4422接觸第一滑動部4414的槽底面4415，且能沿槽底面4415滑動。
彈性件443位於設置空間4411，彈性件443抵靠於推動盤442及座殼441的開口4412的周緣，藉此彈性件443傾向於將推動盤442往內底面4413推動。
本實施例中，推動器44具有第一磁性件444，其設置於座殼441且位於開口4412旁，具體來說，推動器44具有多個第一磁性件444，其沿開口4412周緣間隔設置，第一磁性件444用以提供推動器44的磁性，藉此吸引離合齒輪42往推動器44的方向移動。類似地，推動器44具有多個第二磁性件445，其沿內底面4413的周向方向間隔設置於內底面4413，藉此吸引推動盤442往內底面4413的方向移動，但不以此為限。
請參考圖5至圖7，本實施例中的離合組件40還可進一步具有傳動軸件45。傳動軸件45貫穿設置於離合齒輪42、輸出齒輪43、及推動器44，離合齒輪42、輸出齒輪43、及推動器44分別能相對傳動軸件45轉動。具體來說，本實施例中的離合齒輪42、輸出齒輪43、及推動器44中的推動盤442為共軸設置，而傳動軸件45貫穿設置在離合齒輪42、輸出齒輪43、及推動盤442的轉動中心位置，藉此穩定離合齒輪42、輸出齒輪43、及推動盤442的相對位置，避免在運轉時產生偏移，但不以此為限，在其他實施例中，可不具有傳動軸件45。
此外，本實施例中還可進一步具有中置軸承46，其設置於驅動環41，具體來說，中置軸承46套設於驅動環41的環凸部413，藉此輔助驅動環41轉動以避免偏移，但不以此為限，在其他實施例中，也可不具有中置軸承46。
接著請參考圖8至圖12，當馬達30未啟動時，如圖8所示，離合齒輪42被第一磁性件444吸引而與輸出齒輪43分離，並抵靠於推動盤442。推動盤442被彈性件443推抵而抵靠於內底面4413，且第二滑動部4422位於第一滑動部4414內。
當馬達30啟動後，如圖9及圖11所示，馬達30經由外環齒部411帶動驅動環41轉動，驅動環41藉由環凸部413穿設於中置軸承46，藉此相對中置軸承46轉動以避免偏移。進一步地，驅動環41藉由內環齒部412帶動離合齒輪42轉動，而離合齒輪42的第一抵靠部424推抵推動盤442的第二抵靠部4421，使推動盤442也開始轉動。在推動盤442轉動的同時，第二滑動部4422沿著第一滑動部4414的槽底面4415滑動，繼而使推動盤442往座殼441的開口4412方向移動，也進一步推動離合齒輪42往輸出齒輪43的方向移動，直到第一嵌齒部422接觸到第二嵌齒部432並如圖12中所示的互相嵌合，藉此離合齒輪42帶動輸出齒輪43轉動，而輸出齒輪43藉由輸出環齒部431咬合傳動齒部21並帶動輸出軸20轉動，使馬達30動力傳導輸出至輸出軸20，輔助騎乘者踩踏踏板。
在這之中，由於各第一嵌齒部422的第一牙面4221及第二牙面4222往離合齒輪42之轉動方向的切線方向傾斜，因此當第一嵌齒部422接觸並嵌合於第二嵌齒部432時，會進一步地使離合齒輪42往輸出齒輪43的方向位移，導致離合齒輪42不再和推動盤442互相接觸，此時彈性件443和第二磁性件445會再將推動盤442復位至馬達30啟動前的狀態，而呈現如圖10中所示的情形。
當馬達30斷電或其他原因導致離合齒輪42的轉速小於輸出齒輪43的轉速時，由於各第一嵌齒部422的第一牙面4221及第二牙面4222往離合齒輪42之轉動方向的切線方向傾斜，所以第一嵌齒部422將會與第二嵌齒部432分離而不再互相嵌合；此外，由於第一牙面4221為傾斜，當離合齒輪42和輸出齒輪43之間開始分離後，第二嵌齒部432的尖端會沿第一牙面4221稍微將離合齒輪42往推動器44的方向輕微推動，使離合齒輪42和輸出齒輪43之間完全分離。反之，只要輸出齒輪43的轉速不大於離合齒輪42的轉速，第一嵌齒部422和第二嵌齒部432互相嵌合時，離合齒輪42便不會和輸出齒輪43分離，而能持續將馬達30的動力傳導至輸出齒輪43。
當離合齒輪42和輸出齒輪43互相分離之後，由於推動器44上的第一磁性件444吸引離合齒輪42，因此離合齒輪42會往推動器44移動，回到如圖8中所示的，馬達30未啟動前的狀態。
本創作的自行車之中置馬達傳動裝置，藉由推動器44內的推動盤442，當馬達30開始輸出動力時能推動離合齒輪42咬合於輸出齒輪43，然後推動盤442能馬上分離並復位。
而當馬達30停止輸出動力時，離合齒輪42能完全和輸出齒輪43分離，不會有持續性的接觸導致第一嵌齒部422和第二嵌齒部432的耗損。並且由於離合齒輪42能完全和輸出齒輪43分離，所以騎乘者踩踏踏板時，不會需要反過來帶動馬達30轉動，能減少騎乘者的體力消耗，也減少本創作的機構的損耗，延長使用壽命。
此外，透過傳動軸件45的設置，使輸出齒輪43、離合齒輪42、及推動盤442能準確精密的設置在同一轉軸上，而不會偏移；配合中置軸承46的設置，能降低本創作驅動環41和離合齒輪42在離合的作動過程中發生偏擺，提高順暢度與離合的穩定性，在騎乘者踩踏踏板對中置馬達造成不斷震動的情況下依然可以穩定地離合，也讓離合組件40整體結構更加緊湊。
本創作藉由驅動環41和離合齒輪42配合，形成主動在外、被動在內的設計，能因應中置馬達內部的緊湊空間；同樣的，離合齒輪42的第一接合部423和輸出齒輪43的第二接合部433的設計，除了能在結構上使離合齒輪42和輸出齒輪43保有作動強度之外，也能減少離合齒輪42需要位移的長度，在緊湊的空間中互相銜接，進一步減少驅動環41在軸向方向上的長度和驅動環41的整體體積，以適應中置馬達內部的緊湊空間。
綜上所述，本創作的離合組件40結構緊湊，因此能設置在中置馬達狹小有限的空間中並順暢運作，不會受到騎乘者踩踏影響導致偏擺。而且本創作能完整分離離合齒輪42和輸出齒輪43，因此當馬達30停止輸出動力時，騎乘者不需要多耗費體力反向帶動馬達30旋轉，減少體力消耗，也能避免離合齒輪42和輸出齒輪43的損耗。
10:外殼 20:輸出軸 21:傳動齒部 30:馬達 31:連接齒輪組 40:離合組件 41:驅動環 411:外環齒部 412:內環齒部 413:環凸部 42:離合齒輪 421:離合環齒部 422:第一嵌齒部 4221:第一牙面 4222:第二牙面 423:第一接合部 424:第一抵靠部 425:延伸部 43:輸出齒輪 431:輸出環齒部 432:第二嵌齒部 433:第二接合部 44:推動器 441:座殼 4411:設置空間 4412:開口 4413:內底面 4414:第一滑動部 4415:槽底面 442:推動盤 4421:第二抵靠部 4422:第二滑動部 443:彈性件 444:第一磁性件 445:第二磁性件 45:傳動軸件 46:中置軸承
圖1為本創作的外觀示意圖。 圖2為本創作的去除外殼後的外觀示意圖。 圖3為本創作的去除外殼後的上視示意圖。 圖4為本創作的分解示意圖。 圖5為本創作的離合組件的外觀示意圖。 圖6為本創作的離合組件的分解示意圖。 圖7為本創作的離合組件的另一角度的分解示意圖。 圖8至圖10為本創作的離合組件的動作示意圖。 圖11為本創作的離合組件的部分放大示意圖，其顯示了第一抵靠部和第二抵靠部互相抵靠。 圖12為本創作的離合組件的部分放大示意圖，其顯示了第一嵌齒部和第二嵌齒部互相嵌合。
20:輸出軸
30:馬達
40:離合組件

Claims (10)

  1. 一種自行車之中置馬達傳動裝置，其包含： 一外殼，其具有相對兩面； 一輸出軸，其貫穿該外殼的相對兩面，該輸出軸具有： 一傳動齒部，其凸設於該輸出軸的外周面； 一馬達，其設置於該外殼內；以及 一離合組件，其設置於該外殼內，且該離合組件連接該輸出軸與該馬達，該離合組件包含： 一驅動環，其連接於該馬達，藉此受該馬達帶動轉動，該驅動環具有： 一外環齒部，其形成於該驅動環的外周面，該馬達連接於該外環齒部；及 一內環齒部，其形成於該驅動環的內周面； 一離合齒輪，其設置於該驅動環內，且能沿該驅動環的軸向方向移動，該離合齒輪包含可受磁性吸引之材料；該離合齒輪具有： 一離合環齒部，其形成於該離合齒輪的外周面，且與該驅動環的該內環齒部咬合； 複數第一嵌齒部，其形成於該離合齒輪的其中一端面，該等第一嵌齒部環繞該離合齒輪的轉動中心且該等第一嵌齒部互相連接；及 一第一抵靠部，其形成於該離合齒輪的另一端面； 一輸出齒輪，其連接於該輸出軸，並能帶動該輸出軸轉動，該輸出齒輪與該離合齒輪可分離地互相連接；該輸出齒輪具有： 一輸出環齒部，其形成於該輸出齒輪的外周面，且與該輸出軸的該傳動齒部互相咬合； 複數第二嵌齒部，其形成於該輸出齒輪朝向該離合齒輪之一端面，該等第二嵌齒部環繞於該輸出齒輪的轉動中心，且該等第二嵌齒部互相連接，該等第二嵌齒部與該等第一嵌齒部選擇性地互相嵌合；以及 一推動器，其位於該離合齒輪相對於該輸出齒輪的一側，該推動器具有磁性，且該推動器包含： 一座殼，其圍繞形成一設置空間，且形成有一開口，該開口連通於該設置空間，且該開口朝向該離合齒輪，該座殼具有： 一內底面，其位於該設置空間內，且朝向該開口；及 一第一滑動部，其形成於內底面； 一推動盤，其位於該設置空間，且能沿該座殼的軸向方向移動，該推動盤具有： 一第二抵靠部，其形成於該推動盤朝向該開口的一面，該第二抵靠部與該第一抵靠部可分離地互相抵靠，藉此該離合齒輪驅動該推動盤轉動；及 一第二滑動部，其形成於該推動盤朝向該內底面之一面，且能相對該第一滑動部滑動；以及 一彈性件，其位於該設置空間，該彈性件抵靠於該推動盤及該座殼的該開口的周緣。
  2. 如請求項1所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中，該離合組件進一步包含： 一傳動軸件，其貫穿設置於該離合齒輪、該輸出齒輪、及該推動器，該離合齒輪、該輸出齒輪、及該推動器分別能相對該傳動軸件轉動。
  3. 如請求項1所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中，該離合組件進一步包含： 一中置軸承，其設置於該驅動環；且 該驅動環進一步具有： 一環凸部，其凸出形成於該驅動環的其中一端面，且環繞該驅動環的轉動中心，該驅動環藉由該環凸部穿設於該中置軸承，藉此相對該中置軸承轉動。
  4. 如請求項1所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中： 該離合齒輪朝向該輸出齒輪的方向凸出形成一第一接合部，且該等第一嵌齒部位於該第一接合部朝向該輸出齒輪的一面；且 該輸出齒輪朝向該離合齒輪的方向凸出形成一第二接合部，且該等第二嵌齒部位於該第二接合部朝向該離合齒輪的一面。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中： 該第一滑動部為一凹槽，其凹陷形成於該內底面，該第一滑動部具有一槽底面，該槽底面相對於該內底面為傾斜；且 該第二滑動部為一凸塊，該第二滑動部位於該第一滑動部內，且接觸該槽底面，該第二滑動部能沿該槽底面滑動。
  6. 如請求項1至4中任一項所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中各該第一嵌齒部與各該第二嵌齒部皆為棘齒，各該第二嵌齒部的形狀對應於各該第一嵌齒部的形狀。
  7. 如請求項6所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中各該第一嵌齒部包含： 一第一牙面以及一第二牙面，該第一牙面與該第二牙面相連接，且朝向該輸出齒輪的方向延伸，並往該離合齒輪之轉動方向的切線方向傾斜。
  8. 如請求項1至4中任一項所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中： 該第一抵靠部凸出於該離合齒輪朝向該推動盤之一面，該第二抵靠部凸出於該推動盤朝向該離合齒輪之一面，藉此該第一抵靠部能沿該離合齒輪的轉動方向推抵該第二抵靠部。
  9. 如請求項1至4中任一項所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中該推動器進一步包含： 一第一磁性件，其設置於該座殼，且位於該開口旁。
  10. 如請求項1至4中任一項所述之自行車之中置馬達傳動裝置，其中： 該推動盤包含可受磁力吸引之材料；且 該推動器進一步具有一第二磁性件，其設置於該內底面，藉此吸引該推動盤。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112407135A (zh) * 2020-11-23 2021-02-26 八方电气(苏州)股份有限公司 一种可多挡变速调节的中置电机
US20220340231A1 (en) * 2021-04-21 2022-10-27 Sram Deutschland Gmbh Bicycle torque sensor
CN115566853A (zh) * 2022-10-12 2023-01-03 迪普生数码动力系统(苏州)有限公司 一种中置电机传动系统、中置电机及电动自行车
TWM657219U (zh) * 2024-03-21 2024-06-21 達詳科技股份有限公司 自行車之中置馬達傳動裝置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08282573A (ja) 1995-04-14 1996-10-29 Suzuki Motor Corp 補助動力アシスト式自転車の補助動力アシスト装置
EP3023327B1 (en) 2013-07-16 2018-06-20 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electric assist bicycle
JP6535258B2 (ja) * 2015-09-11 2019-06-26 株式会社Ｓｕｂａｒｕ ディスエンゲージ装置
CN107161245A (zh) 2017-05-08 2017-09-15 武君 集成锁具式正反骑自行车
WO2019180857A1 (ja) 2018-03-21 2019-09-26 株式会社オートテクニックジャパン 駆動補助ユニットおよびそれを備えた電動アシスト装置
IT201800006956A1 (it) * 2018-07-05 2020-01-05 Assieme di ruota libera a innesti frontali per bicicletta
US11110743B2 (en) * 2019-11-25 2021-09-07 Tien Hsin Industries Co., Ltd Bicycle hub structure
JP7406986B2 (ja) 2019-12-27 2023-12-28 株式会社シマノ 人力駆動車用のクラッチ機構および人力駆動車用のクラッチシステム
DE102020208562A1 (de) * 2020-07-08 2022-01-13 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Wegfahrsperre, Kupplung, Fahrzeuggetriebe, Antriebseinheit und Fahrzeug
CA3133848C (en) 2021-10-11 2024-01-02 Jose Hsu Bicycle rear hub drive mechanism
TWI845314B (zh) * 2023-05-22 2024-06-11 達詳科技股份有限公司 自行車的馬達傳動裝置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112407135A (zh) * 2020-11-23 2021-02-26 八方电气(苏州)股份有限公司 一种可多挡变速调节的中置电机
US20220340231A1 (en) * 2021-04-21 2022-10-27 Sram Deutschland Gmbh Bicycle torque sensor
CN115566853A (zh) * 2022-10-12 2023-01-03 迪普生数码动力系统(苏州)有限公司 一种中置电机传动系统、中置电机及电动自行车
TWM657219U (zh) * 2024-03-21 2024-06-21 達詳科技股份有限公司 自行車之中置馬達傳動裝置

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