TWI868869B - 自行車之前驅動結構 - Google Patents

Abstract

一種自行車之前驅動結構，係用以連接一傳動帶以傳遞扭力，其包含有：一驅動輪，具有一本體及複數個緩衝件；該本體用以連接於該傳動帶，且該本體具有複數個配接部，每一該配接部分別設有一容置孔；該等緩衝件分別設於該等容置孔中填滿該等容置孔；一爪盤，設於該驅動輪之一側；該爪盤具有複數個爪部，該等爪部分別對應於該驅動輪之該等配接部；以及複數個驅動件，分別穿過該爪盤之該等爪部及該本體之該等配接部，並連接於該等緩衝件；其中，當該爪盤受扭力驅動而帶動該等驅動件移動時，該等驅動件施力於該等緩衝件使該等緩衝件相對該本體產生形變，並使該驅動輪帶動該傳動帶轉動。

Description

自行車之前驅動結構

本發明係與自行車有關，特別是指一種可以降低鏈條/皮帶整體所瞬間之承受張力的自行車之前驅動結構。

按，自行車的傳動方式主要包含有鏈條傳動及皮帶傳動。其中鏈條傳動的方式是透過金屬製的鏈條結合鏈輪，以帶動車輪轉動。皮帶傳動則是一種有別傳統鏈條傳動的技術，其傳動方式主要使用一條高強度橡膠或聚合物所製成的皮帶結合皮帶輪來傳遞動力，以取代傳統的金屬鏈條。無論是鏈條傳動系統或自行車皮帶傳動系統的運行，皆受到張力的控制和調整。鏈條/皮帶(後稱傳動帶)的適當張力是確保傳動系統順利運行的關鍵因素之一。張力過高或過低都可能導致性能下降、故障甚至損壞傳動系統的情況發生。

其中，過低的傳動帶張力可能會導致傳動帶滑動或脫落。如果傳動帶過松，它無法正確地傳遞動力，可能會發生跳齒、失去傳動效能或甚至脫落的情況。這將導致車輛無法正常運行，並可能對騎乘者的安全造成風險。另一方面，過高的傳動帶張力可能導致運行阻力增加。當傳動帶過度拉緊時，摩擦力會增加，這會導致能量損耗和效能下降。騎乘時需要更多的力量來推動車輪，同時也會增加騎行的疲勞感。此外因騎乘時踩踏過重所產生的瞬間高張力可能會導致傳動帶過度緊繃，加速磨損並降低其使用壽命。

因此，如何改善傳動帶因瞬間承受張力過高所導致的磨損問題，是自行車領域之業者與研究者亟待解決的課題之一。

本發明的主要發明目的在於提供一種自行車之前驅動結構，其可以改善習用傳動帶因瞬間承受張力過高所導致的磨損問題。

為達成上述之發明目的，本發明所提供之一種自行車之前驅動結構，係用以連接一傳動帶以傳遞扭力，其包含有：一驅動輪，具有一本體及複數個緩衝件；該本體用以連接於該傳動帶，且該本體具有複數個配接部，每一該配接部分別設有一容置孔；該等緩衝件分別設於該等容置孔中填滿該等容置孔；一爪盤，設於該驅動輪之一側；該爪盤具有複數個爪部，該等爪部分別對應於該驅動輪之該等配接部；以及複數個驅動件，分別穿過該爪盤之該等爪部及該本體之該等配接部，並連接於該等緩衝件；其中，當該爪盤受扭力驅動而帶動該等驅動件移動時，該等驅動件施力於該等緩衝件使該等緩衝件相對該本體產生形變，並使該驅動輪帶動該傳動帶轉動。

在一實施例中，該緩衝件具有複數個變形孔，該等變形孔之貫穿方向概平行於該驅動件之軸向。

在一實施例中，該緩衝件具有一貫穿孔供該驅動件穿設，且該緩衝件之該等變形孔環繞於該貫穿孔周圍。

在一實施例中，該緩衝件具有一柱部、一第一環面及一第二環面；該柱部位於該第一環面與該第二環面之間連接該第一環面與該第二環面，使該第一環面與該第二環面位於該柱部之軸向兩端；其中該等變形孔沿軸向依序貫穿該第一環面、該柱部及該第二環面。

在一實施例中，該第一環面及該第二環面之外徑皆大於該柱部之外徑。

在一實施例中，更包含一補強件，埋設於該本體內部；該補強件具有複數個補強部，分別對應於該本體之該等配接部。

在一實施例中，該本體之每一該配接部各設有二通孔，該補強件之至少一部分從該等通孔之至少一者露出。

在一實施例中，每一該補強部具有一第二容置孔及二貫孔；該第二容置孔用以形成該配接部之該容置孔之一部分；該二貫孔相鄰於該第二容置孔並對應於該二通孔，且該二貫孔之其中一者的孔徑大於另一者。

在一實施例中，該本體係藉由一次射出成型而包覆於該補強件外側；該等緩衝件係藉由二次射出成型而填充於該本體之該等容置孔。

在一實施例中，每一該驅動件具有可相互鎖合的一第一螺接件與一第二螺接件；該第一螺接件相鄰於該緩衝件之一側具有一第一限位面；該第二螺接件相鄰於該爪部之一側具有一面向該第一限位面之第二限位面；該驅動件在該第一限位面與該第二限位面之間形成有一限位距離；當該第一螺接件與該第二螺接件完全鎖緊時，該限位距離大於該爪部與該緩衝件之一寬度和，使該驅動輪可相對該爪盤沿軸向浮動。

本發明所提供之自行車之前驅動結構，藉由該等緩衝件的彈性變形吸收來自該曲柄的部分扭力，並延長扭力傳遞到傳動帶之時間，進而改善習用傳動帶因瞬間承受張力過高所導致的磨損問題。另一方面，該驅動輪中一體成形於該本體內部的該補強件可以提升該驅動輪整體的結構強度，相對延長前驅動結構之使用壽命。

以下即依本發明所揭示的目的、功效及結構組態，舉出較佳實施例，並配合圖式詳細說明。

1:自行車

2:車架

3:從動輪

4:傳動帶

10:驅動輪

11:本體

12:嚙合部

13:配接部

130:容置孔

131:通孔

14:補強件

15:補強部

150:第二容置孔

151:貫孔

16:緩衝件

160:柱部

161:第一環面

162:第二環面

163:貫穿孔

164:變形孔

165:墊片

20:爪盤

21:爪部

22:第二穿孔

30:曲柄

40:驅動件

41:第一螺接件

410:螺孔

411:第一限位面

42:第二螺接件

421:第二限位面

第1圖為本發明一第一較佳實施例之外觀示意圖，顯示本發明安裝於一自行車上之外觀。

第2圖為本發明第一較佳實施例的立體圖。

第3圖為本發明第一較佳實施例的分解圖。

第4圖為本發明第一較佳實施例的局部剖視圖。

第5圖為本發明第一較佳實施例之另一方向的局部剖視圖。

第6圖為本發明第一較佳實施例之緩衝件的立體圖。

第7圖為本發明第一較佳實施例的示意圖，顯示本發明射出成型之示意流程。

第8圖為本發明一第二較佳實施例的局部剖視圖。

請參閱第1圖及第2圖所示，圖中揭示本發明之第一較佳實施例所提供之自行車之前驅動結構係安裝於一自行車1上。該自行車之前驅動結構主要包含有一驅動輪10、一爪盤20、一曲柄30及複數個驅動件40。

該曲柄30以可轉動的方式設於該自行車1之一車架2，該爪盤20設於該曲柄30之一端並連接於該驅動輪10，使該驅動輪10位於該自行車1之一側。一從動輪3安裝於該自行車1之車架2上相對於該驅動輪10之一端並連接於該自行車1之一後輪(圖未示)，具體而言該驅動輪10位於該車架2之前側，該從動輪3位 於該車架2之後側。一傳動帶4係繞掛於該驅動輪10及該從動輪3，使該驅動輪10可透過該傳動帶4連接於該從動輪3。當一使用者驅動該曲柄30轉動時，可帶動該驅動輪10轉動，進而透過該傳動帶4將動力傳輸至該從動輪3，使該從動輪3可驅動該後輪轉動，則該自行車1可以向前移動。在本實施例中，該驅動輪10與該從動輪3為皮帶輪，而該傳動帶4為對應於皮帶輪之皮帶。在另一實施例中，該驅動輪與該傳動輪則可為單一鏈輪或變速鏈輪(多鏈輪)結構，而該傳動帶則為對應於鏈輪之鏈條結構。

請參閱第2圖至第6圖所示，該驅動輪10具有一本體11、一補強件14及複數個緩衝件16。該本體11為一環形構件，具有複數個嚙合部12環繞於該本體11之外環面，用以嚙合於該傳動帶4。該本體11另具有複數個配接部13形成於該本體11之內環面，並朝向該本體11之中心延伸。每一該配接部13分別具有一容置孔130及二通孔131。該容置孔130與該二通孔131的貫穿方向概平行於該驅動輪10之軸向。該容置孔130位於該配接部13中央，該二通孔131相鄰於該容置孔130。

該補強件14為一埋設於該本體11內部的環狀構件。該補強件14具有複數個對應於該等配接部13的補強部15。每一該補強部15分別具有一第二容置孔150。該第二容置孔150用以形成該配接部13之該容置孔130之一部分，其貫穿方向概平行於該補強件14之軸向。當該補強件14埋設於該本體11內部時，該補強件14至少一部分從該本體11露出。具體而言，該補強件14在每一該補強部15上分別設有二貫孔151，分別對應於該配接部13上之該二通孔131。在本實施例中，每一該補強部15上之該二貫孔151其中一者的孔徑大於另一者，且孔徑較大之該貫孔151其孔徑大於該二通孔131之孔徑，孔徑較小之該貫孔151其孔徑小於該二通孔131之孔徑。因此當該補強件14埋設於該本體11內時，該補強件14之每一該補 強部15均會有至少一部分從該本體11之該等通孔131中露出。在本實施例中，該補強件14之材質可為鋁製(Aluminum)或鋼製(Steel)。在另一實施例中，該補強件亦可為硬度大於該本體與該等緩衝件之其他任意金屬材質或其等效之非金屬材質。

該等緩衝件16分別設於該本體11之該等容置孔130內。每一該緩衝件16之形狀均對應於該容置孔130，使該緩衝件16可完全填滿該等容置孔130。請參閱第6圖所示，該緩衝件16為一具有一定厚度的圓柱狀彈性構件，具有一柱部160、一第一環面161及一第二環面162。該柱部160位於該第一環面161與該第二環面162之間並分別連接於該第一環面161及該第二環面162，使該第一環面161與該第二環面162分別位於該柱部160之軸向兩端。其中該第一環面161與該第二環面162之外徑皆大於該柱部160。該緩衝件16更具有沿軸向貫穿該第一環面161、該柱部160、該第二環面162的一貫穿孔163及複數個變形孔164，該等變形孔164以放射狀排列於該貫穿孔163周圍並環繞該貫穿孔163。該貫穿孔163與該等變形孔164之貫穿方向概平行於該緩衝件16之軸向。在本實施例中，該等緩衝件16為具有彈性之塑膠材料所製成，該本體11為具有耐磨性之塑膠材料所製成，由於該本體11之剛性大於該等緩衝件16之剛性，換言之亦可稱該等緩衝件16之可撓性大於該本體之可撓性。藉此當該等緩衝件16受力時，該等緩衝件16可相對該本體11產生形變。在另一實施例中，該等緩衝件與該本體可為相同材質，而在該等緩衝件上單純配置該等變形孔以供產生形變；抑或是不在該等緩衝件上配置該等變形孔，僅利用該等緩衝件與該本體在材料可撓度(硬度)上不同的配置以供該等緩衝件產生形變。在本實施例中，該緩衝件16之一側更設有一墊片165，抵靠於該緩衝件16之該第二環面162。

該爪盤20係結合該曲柄30之一端，受曲柄30驅動而轉動。該爪盤20有複數個爪部21。其中，該爪盤20設於該驅動輪10之一側，使每一該爪部21對應於該本體11之每一該配接部13。進一步而言，各該爪部21上分別具有一第二穿孔22，每一該第二穿孔22係對應於相鄰之該緩衝件16之該貫穿孔163。在本實施例中，該爪盤20一體成形於該曲柄30。在另一實施例中，該爪盤與該曲柄可為二獨立構件。

該等驅動件40分別連接每一該緩衝件16與該爪盤20，用以供驅動而施力於該等緩衝件16，使該等緩衝件16可受力進而帶動該驅動輪10轉動。在本實施例中，每一該驅動件40具有一第一螺接件41及一第二螺接件42。該第一螺接件41為一中空的管狀構件，沿該驅動輪10之一側貫穿該緩衝件16之該貫穿孔163，且該第一螺接件41具有一設有內螺紋之螺孔410。該第二螺接件42穿過該爪部21之該第二穿孔22，其周圍設有外螺紋用以嚙合於該第一螺接件41之該螺孔410。

根據上述結構組態，當一使用者驅動該曲柄30時會帶動該爪盤20，使該爪盤20受到扭力驅動而轉動。該等驅動件40被該爪盤20之該等爪部21帶動而對該等緩衝件16施予一瞬間扭力。此時，由於各該緩衝件16上設有該等變形孔164，且各該緩衝件16之材料可撓性大於該本體11，因此該緩衝件16在受力的情況下會相對該本體11沿該等變形孔164產生形變，然後才將扭力傳遞至該本體11，使該驅動輪10產生扭力驅動該傳動帶4轉動。藉此，本發明可吸收來自該曲柄30的部分扭力，並延長扭力傳遞到該傳動帶4之時間，進而改善習用傳動帶因瞬間承受張力過高所導致的磨損問題。

請參閱第7圖所示，在本實施例中該驅動輪10係為二次射出成型所形成之一體式結構，其製程方法包含有以下步驟：

一次射出成型步驟：係將該補強件14放入一第一模具(圖未示)中，利用塑膠射出成型的方式形成一包覆於該補強件14外側之該本體11。其中，該本體11形成有該等容置孔130。

二次射出成型步驟：係將上述之該本體11放入一第二模具(圖未示)中，利用塑膠射出成型的方式形成複數個填滿於該本體11之該等容置孔130的緩衝件16，使該補強件14、該本體11、該等緩衝件16共同結合而組成該驅動輪10。其中，每一該緩衝件16上分別具有該等變形孔164。

請參閱第8圖所示，本發明之第二較佳實施例所揭露的自行車之驅動結構與第一較佳實施例之結構相似。惟，在本實施例中每一該驅動件40之該第一螺接件41相鄰於該緩衝件16之一側具有一第一限位面411。該第二螺接件42相鄰於該爪部21之一側具有一面向於該第一限位面411之第二限位面421。該驅動件40在該第一限位面411與該第二限位面421之間更形成有一限位距離A。當該第一螺接件41與該第二螺接件42完全鎖緊時，該驅動件40之該限位距離A大於該爪部21及該緩衝件16之一寬度和B，或可稱該第一限位面411與該第二限位面421分別在該緩衝件16與該爪部21之間形成有微小間隙。藉此，該驅動輪10可相對該爪盤20沿軸向浮動，且該第一限位面411與該第二限位面421可將該驅動輪10之軸向浮動限位於二者之間。

綜上所述，本發明所提供之自行車之前驅動結構，可藉由該等緩衝件的彈性變形吸收來自該曲柄的部分扭力，並延長扭力傳遞到傳動帶之時間，進而改善習用皮帶輪因瞬間承受張力過高所導致的磨損問題。另一方面， 該驅動輪中一體成形於該本體內部的該補強件可以提升該驅動輪整體的結構強度，相對延長前驅動結構之使用壽命。

上述實施例僅為例示性說明本發明之技術及其功效，而非用於限制本發明。任何熟於此項技術人士均可在不違背本發明之技術原理及精神的情況下，對上述實施例進行修改及變化，因此本發明之權利保護範圍應如後所述之申請專利範圍。

10:驅動輪

11:本體

13:配接部

16:緩衝件

20:爪盤

21:爪部

30:曲柄

40:驅動件

Claims (8)

1. 一種自行車之前驅動結構，係用以連接一傳動帶以傳遞扭力，其包含有：一驅動輪，具有一本體及複數個緩衝件；該本體用以連接於該傳動帶，且該本體具有複數個配接部，每一該配接部分別設有一容置孔；該等緩衝件分別設於該等容置孔中填滿該等容置孔；一爪盤，設於該驅動輪之一側；該爪盤具有複數個爪部，該等爪部分別對應於該驅動輪之該等配接部；以及複數個驅動件，分別穿過該爪盤之該等爪部及該本體之該等配接部，並連接於該等緩衝件；其中，當該爪盤受扭力驅動而帶動該等驅動件移動時，該等驅動件施力於該等緩衝件使該等緩衝件相對該本體產生形變，並使該驅動輪帶動該傳動帶轉動；其中該緩衝件具有複數個變形孔，該等變形孔之貫穿方向概平行於該驅動件之軸向。
2. 如請求項1所述之自行車之前驅動結構，其中該緩衝件具有一貫穿孔供該驅動件穿設，且該緩衝件之該等變形孔環繞於該貫穿孔周圍。
3. 如請求項1所述之自行車之前驅動結構，其中該緩衝件具有一柱部、一第一環面及一第二環面；該柱部位於該第一環面與該第二環面之間連接該第一環面與該第二環面，使該第一環面與該第二環面位於該柱部之軸向兩端；其中該等變形孔沿軸向依序貫穿該第一環面、該柱部及該第二環面。
4. 如請求項3所述之自行車之前驅動結構，其中該第一環面及該第二環面之外徑皆大於該柱部之外徑。
5. 一種自行車之前驅動結構，係用以連接一傳動帶以傳遞扭力，其包含有：一驅動輪，具有一本體及複數個緩衝件；該本體用以連接於該傳動帶，且該本體具有複數個配接部，每一該配接部分別設有一容置孔；該等緩衝件分別設於該等容置孔中填滿該等容置孔；一爪盤，設於該驅動輪之一側；該爪盤具有複數個爪部，該等爪部分別對應於該驅動輪之該等配接部；以及複數個驅動件，分別穿過該爪盤之該等爪部及該本體之該等配接部，並連接於該等緩衝件；其中，當該爪盤受扭力驅動而帶動該等驅動件移動時，該等驅動件施力於該等緩衝件使該等緩衝件相對該本體產生形變，並使該驅動輪帶動該傳動帶轉動；其中，更包含有一補強件，埋設於該本體內部；該補強件具有複數個補強部，分別對應於該本體之該等配接部；其中該本體之每一該配接部各設有二通孔，該補強件之至少一部分從該等通孔之至少一者露出。
6. 如請求項5所述之自行車之前驅動結構，其中每一該補強部具有一第二容置孔及二貫孔；該第二容置孔用以形成該配接部之該容置孔之一部分；該二貫孔相鄰於該第二容置孔並對應於該二通孔，且該二貫孔之其中一者的孔徑大於另一者。
7. 如請求項5所述之自行車之前驅動結構，其中該本體係藉由一次射出成型而包覆於該補強件外側；該等緩衝件係藉由二次射出成型而填充於該本體之該等容置孔。
8. 一種自行車之前驅動結構，係用以連接一傳動帶以傳遞扭力，其包含有：一驅動輪，具有一本體及複數個緩衝件；該本體用以連接於該傳動帶，且該本體具有複數個配接部，每一該配接部分別設有一容置孔；該等緩衝件分別設於該等容置孔中填滿該等容置孔；一爪盤，設於該驅動輪之一側；該爪盤具有複數個爪部，該等爪部分別對應於該驅動輪之該等配接部；以及複數個驅動件，分別穿過該爪盤之該等爪部及該本體之該等配接部，並連接於該等緩衝件；其中，當該爪盤受扭力驅動而帶動該等驅動件移動時，該等驅動件施力於該等緩衝件使該等緩衝件相對該本體產生形變，並使該驅動輪帶動該傳動帶轉動；其中每一該驅動件具有可相互鎖合的一第一螺接件與一第二螺接件；該第一螺接件相鄰於該緩衝件之一側具有一第一限位面；該第二螺接件相鄰於該爪部之一側具有一面向該第一限位面之第二限位面；該驅動件在該第一限位面與該第二限位面之間形成有一限位距離；當該第一螺接件與該第二螺接件完全鎖緊時，該限位距離大於該爪部與該緩衝件之一寬度和，使該驅動輪可相對該爪盤沿軸向浮動。

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