自行車自動(dòng)無段變速裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種電動(dòng)自行車或電動(dòng)輔助自行車等具動(dòng)力單元的自行車的自動(dòng)無段變速裝置，其包含有踏板軸、動(dòng)力單元的輸入軸、輸出齒輪及控制系統(tǒng)；輸入軸、踏板軸及輸出齒輪結(jié)合成行星齒輪組，因此該三者的轉(zhuǎn)速形成特定關(guān)系，并配合能量守恒定律，藉此控制系統(tǒng)可通過調(diào)整輸入軸轉(zhuǎn)速及扭力而改變?nèi)叩霓D(zhuǎn)速比以及應(yīng)施予踏板軸的扭力，進(jìn)而達(dá)到無段變速，并可有多種應(yīng)用，此外更可放大動(dòng)力單元的輸入軸的扭力；本發(fā)明將自動(dòng)變速裝置、變速裝置與動(dòng)力單元結(jié)合成一體，而可節(jié)省重量及體積；最后，減速或下坡時(shí)，更可通過輪子帶動(dòng)輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)電。
【專利說明】自行車自動(dòng)無段變速裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)輔助自行車或以其他動(dòng)力裝置來輔助騎乘的自行車的自動(dòng)無段變速裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自行車是現(xiàn)今社會(huì)中相當(dāng)常見的一種交通工具，其僅采用人力作為動(dòng)力來源；而隨著電動(dòng)馬達(dá)的進(jìn)步，自行車上裝載電動(dòng)馬達(dá)來推動(dòng)車輛已經(jīng)不是困難的事，而裝載電動(dòng)馬達(dá)的自行車便是所謂的電動(dòng)自行車或電動(dòng)輔助自行車；然而，盡管有電動(dòng)馬達(dá)的加入以減少人力的負(fù)擔(dān)，但是自行車原本的構(gòu)造卻沒有隨著電動(dòng)馬達(dá)的加入而有對應(yīng)性的改變與機(jī)械系統(tǒng)的進(jìn)步。
[0003]縱使是電動(dòng)自行車或電動(dòng)輔助自行車，為了方便騎乘，往往還是設(shè)置有變速裝置；變速裝置的作用主要有兩種:其一，在低速起步時(shí)能夠減輕腳踏力量的負(fù)擔(dān)，藉由變速裝置放大踩踏力量，以克服最大靜摩擦力，但因此降低輸出的轉(zhuǎn)速；其二，高速時(shí)由于騎乘者踩動(dòng)踏板軸的轉(zhuǎn)速有限，因此加重腳踏力量的負(fù)擔(dān)，并藉由變速裝置更進(jìn)一步提高輸出轉(zhuǎn)速，但降低輸出的扭力。
[0004]然而，現(xiàn)有技術(shù)的變速裝置具有以下缺點(diǎn):
[0005]其一，變速裝置需藉由騎乘者自行判斷行進(jìn)狀況來操作，因此對于不甚了解變速裝置運(yùn)作機(jī)制的騎乘者來說，便可能無法掌握切換變速齒比的時(shí)機(jī)，因此無法以較高的性能與舒適性來騎乘自行車，同時(shí)亦無法讓騎乘者專注在騎乘自行車上。
[0006]其二，現(xiàn)今雖已有業(yè)者研發(fā)出各種自動(dòng)變速裝置，但該些自動(dòng)變速裝置僅具有自動(dòng)控制變速齒比的功能，因此仍須搭配現(xiàn)有技術(shù)的變速裝置，所以等同在現(xiàn)有的自行車上額外增加一裝置，進(jìn)而造成整體重量及體積的增加。
[0007]其三，現(xiàn)有技術(shù)的變速裝置皆藉由移動(dòng)鏈條以嚙合在不同齒數(shù)的齒輪上來變換檔位，因此變換檔位時(shí)會(huì)產(chǎn)生頓挫感；并且由于電動(dòng)馬達(dá)的加入，使得該頓挫感更為明顯。
[0008]其四，現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)馬達(dá)與齒盤之間設(shè)置有單向離合裝置，以避免電動(dòng)馬達(dá)與踏板軸的運(yùn)作相互干擾；然而這樣的構(gòu)造也使得輪子及齒盤的轉(zhuǎn)動(dòng)無法回饋到電動(dòng)馬達(dá)上，進(jìn)而無法藉由輪子帶動(dòng)馬達(dá)來發(fā)電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于前述現(xiàn)有技術(shù)的自動(dòng)變速裝置造成體積重量的增加、變換檔位時(shí)會(huì)有頓挫感以及無法藉由輪子帶動(dòng)馬達(dá)來發(fā)電缺點(diǎn)及不足，本發(fā)明提供一種自行車自動(dòng)無段變速裝置，其可有效解決上述缺點(diǎn)。
[0010]為達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段為設(shè)計(jì)一種自行車自動(dòng)無段變速裝置，其中包含:
[0011]一踏板軸；
[0012]一動(dòng)力單元，其具有一輸入軸，輸入軸套設(shè)于踏板軸外，且輸入軸一端設(shè)有一太陽齒輪；
[0013]一環(huán)齒輪，其套設(shè)輸入軸的太陽齒輪，且套設(shè)固定踏板軸；
[0014]多個(gè)行星齒輪，各行星齒輪皆與輸入軸的太陽齒輪及環(huán)齒輪相嚙合；
[0015]—輸出齒輪,其與各行星齒輪相樞設(shè)；
[0016]—齒輪組，其與輸出齒輪相哨合；
[0017]一齒盤，其與齒輪組相連接，且可被齒輪組所帶動(dòng)；
[0018]一控制系統(tǒng)，其與動(dòng)力單元成電連接。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，在自行車的動(dòng)力單元的輸入軸上設(shè)置太陽齒輪、在騎乘者出力的踏板軸上設(shè)置環(huán)齒輪、將輸出齒輪作為行星支架而樞設(shè)有各行星齒輪，藉此結(jié)合成行星齒輪組，并因此可使輸入軸、踏板軸及輸出齒輪的轉(zhuǎn)速相互影響而形成一特定關(guān)系，而藉由控制系統(tǒng)調(diào)整輸入軸的轉(zhuǎn)速，便可依據(jù)該特定關(guān)系而控制輸入軸、踏板軸及輸出齒輪之間的轉(zhuǎn)速比，同時(shí)根據(jù)輸入軸、踏板軸及輸出齒輪之間的能量守恒定律，經(jīng)由控制系統(tǒng)調(diào)整輸入軸的扭力，而達(dá)到改變騎乘者應(yīng)施予踏板軸的扭力大小，藉此具有變速的功效，此外更可有效將動(dòng)力單元的扭力放大，以使騎乘者騎乘的更為輕松；藉此本發(fā)明將自動(dòng)變速裝置、變速裝置與動(dòng)力單元結(jié)合成一體，而無需再裝設(shè)其他變速裝置，因此可節(jié)省整體重量及體積；并且本發(fā)明是裝設(shè)于自行車的踏板軸位置處，因此可集合自動(dòng)變速裝置、變速裝置與動(dòng)力單元的重量而置于自行車的中心，使自行車維持良好的重心位置。
[0020]此外，變速時(shí)，先藉由外接的感測器感測踏板軸的轉(zhuǎn)速及扭力并傳遞至控制系統(tǒng)，之后控制系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)調(diào)整輸入軸的轉(zhuǎn)速及扭力，進(jìn)而可達(dá)到自動(dòng)變速的功效；藉此便可讓騎乘者專注在騎乘自行車上，并且無論面對各種不同的路況，皆僅需踩動(dòng)踏板即可維持舒適的狀態(tài)前進(jìn)。
[0021]再者，變速時(shí)僅藉由改變輸入軸轉(zhuǎn)速及扭力，而無其他機(jī)械性的改變，因此得以為連續(xù)的無段變速而不會(huì)產(chǎn)生頓挫感。
[0022]最后，本發(fā)明的輸入軸、踏板軸及輸出齒輪三者的轉(zhuǎn)速是相互關(guān)連及影響以達(dá)到上述功效，因此輸出齒輪與輸入軸及踏板軸之間皆無須設(shè)置單向離合裝置；而此舉便可使輪子帶動(dòng)輸入軸而使動(dòng)力單元產(chǎn)生發(fā)電的功效，卻又不會(huì)干擾騎乘者踩踏踏板；藉此當(dāng)騎乘者欲減速或于下坡時(shí)，除了使用原有的剎車系統(tǒng)以外，亦可以藉由本發(fā)明讓動(dòng)力單元進(jìn)行發(fā)電并儲(chǔ)存至電池系統(tǒng)，藉此除可降低車速，更可回收動(dòng)能。
[0023]而在進(jìn)一步的應(yīng)用下，當(dāng)自行車在非騎乘狀態(tài)下，亦可以踩動(dòng)踏板來帶動(dòng)動(dòng)力單元發(fā)電及對電池系統(tǒng)充電，進(jìn)而滿足緊急發(fā)電或是任何需要提供外部用電的需求；或者是，在騎乘前進(jìn)的狀態(tài)下，本發(fā)明也可藉由控制系統(tǒng)將行星齒輪組調(diào)整成讓動(dòng)力單元進(jìn)行發(fā)電的模式，此時(shí)騎乘者的踩踏力量除了供應(yīng)車輛前進(jìn)以外，同時(shí)也對電池系統(tǒng)進(jìn)行充電，藉此便可增加騎乘者的負(fù)載而達(dá)到訓(xùn)練的效果。
[0024]進(jìn)一步而言，所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其中進(jìn)一步包含有一固定板，其穿設(shè)于環(huán)齒輪中，且與各行星齒輪相樞設(shè)，固定板及輸出齒輪位于各行星齒輪的相對兩側(cè)。藉此可使各行星齒輪穩(wěn)固地設(shè)置于固定板及輸出齒輪之間。
[0025]進(jìn)一步而言，所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其中進(jìn)一步包含有一受感件及一感測器；受感件裝設(shè)固定于踏板軸上；感測器套設(shè)于踏板軸外，且感測器的位置與受感件的位置相對應(yīng)，感測器與控制系統(tǒng)成電連接。并且，所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其中感測器套設(shè)于受感件外。并且，所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其中輸入軸套設(shè)于感測器外。藉由本發(fā)明包含有受感件及感測器，并且受感件及感測器統(tǒng)一整合于踏板軸上，再配合踏板軸、受感件、感測器及輸入軸等核心元件皆共軸并且相互套設(shè)，以可有效集中進(jìn)而縮小整體體積。
[0026]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0027]圖1本發(fā)明的立體外觀圖；
[0028]圖2本發(fā)明的部分元件分解圖；
[0029]圖3本發(fā)明的另一部分元件分解圖；
[0030]圖4本發(fā)明的另一角度的部分元件分解圖；
[0031]圖5本發(fā)明的細(xì)部元件分解圖；
[0032]圖6本發(fā)明的俯視剖視圖；
[0033]圖7本發(fā)明的行星齒輪組的示意圖；
[0034]圖8本發(fā)明的起步時(shí)的轉(zhuǎn)速示意圖。
[0035]其中，附圖標(biāo)記
[0036]10踏板軸11花鍵
[0037]12軸承21受感件
[0038]211花鍵212花鍵
[0039]22感測器30動(dòng)力單元
[0040]31輸入軸311太陽齒輪
[0041]312軸承32馬達(dá)轉(zhuǎn)子組件
[0042]33馬達(dá)定子組件331繞線
[0043]40環(huán)齒輪41環(huán)齒輪本體
[0044]42結(jié)合板50行星齒輪
[0045]51軸承52軸承
[0046]61輸出齒輪611軸承
[0047] 62固定板70齒輪組
[0048]71中齒輪711軸承
[0049]72小齒輪721軸承
[0050]73大齒輪731軸承
[0051]732容置槽733卡合部
[0052]734花鍵735軸承
[0053]80齒盤100曲柄
[0054]110 踏板
【具體實(shí)施方式】
[0055]以下配合附圖及本發(fā)明的較佳實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段。[0056]請參閱圖1至圖5所示，本發(fā)明的自行車自動(dòng)無段變速裝置包含有一踏板軸10、一受感件21、一感測器22、一動(dòng)力單兀30、一環(huán)齒輪40、多個(gè)行星齒輪50、一輸出齒輪61、一固定板62、一齒輪組70、一齒盤80及一控制系統(tǒng)。
[0057]請參閱圖2及圖3所示，前述的踏板軸10的外壁面環(huán)繞設(shè)有花鍵11。
[0058]請參閱圖3及圖6所示,前述的受感件21在本實(shí)施例中為一套筒,且套設(shè)于踏板軸10外；受感件21左端的內(nèi)壁面設(shè)有花鍵211，并且與踏板軸10的花鍵11相嵌合，藉此使踏板軸10可帶動(dòng)受感件21轉(zhuǎn)動(dòng)；受感件21右端的外壁面亦設(shè)有花鍵212。
[0059]請參閱圖2及圖6所示，前述的感測器22套設(shè)于受感件21外。
[0060]請參閱圖2、圖5及圖6所示,前述的動(dòng)力單元30在本實(shí)施例中為一電動(dòng)馬達(dá),且包含有一輸入軸31、一馬達(dá)轉(zhuǎn)子組件32及一馬達(dá)定子組件33 ;輸入軸31套設(shè)于感測器22外，輸入軸31的右端的外壁面成形有一太陽齒輪311 ;在其他實(shí)施例中,輸入軸31與太陽齒輪311亦可為相互固設(shè)的兩獨(dú)立元件；請參閱圖1、圖2及圖6所示，前述的馬達(dá)轉(zhuǎn)子組件32套設(shè)且緊配合于輸入軸31外，藉此使馬達(dá)轉(zhuǎn)子組件32與輸入軸31可互相帶動(dòng)；馬達(dá)定子組件33套設(shè)于馬達(dá)轉(zhuǎn)子組件32外，馬達(dá)定子組件33上環(huán)繞設(shè)有多個(gè)繞線331。
[0061]請參閱圖3、圖5及圖6所示，前述的環(huán)齒輪40包含有一環(huán)齒輪本體41及一結(jié)合板42 ;環(huán)齒輪本體40 具有左右兩端開口，且套設(shè)輸入軸31的太陽齒輪311 ;結(jié)合板42裝設(shè)固定于環(huán)齒輪本體41的右端開口，結(jié)合板42的中心套設(shè)嵌合受感件21外壁面的花鍵212，藉此受感件21可帶動(dòng)結(jié)合板42轉(zhuǎn)動(dòng)，而踏板軸10可間接帶動(dòng)環(huán)齒輪40轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0062]請參閱圖5至圖7所示，前述的各行星齒輪50皆位于輸入軸31的太陽齒輪311及環(huán)齒輪40的環(huán)齒輪本體41之間，并且各行星齒輪50與太陽齒輪311及環(huán)齒輪本體41相
口四合。
[0063]前述的輸出齒輪61位于各行星齒輪50的左側(cè)，且與該些行星齒輪50相樞設(shè)；各行星齒輪50與輸出齒輪61之間設(shè)有一軸承51。
[0064]前述的固定板62位于各行星齒輪50的右側(cè)，且穿于環(huán)齒輪本體41中，固定板62與各行星齒輪50相樞設(shè)；各行星齒輪50與固定板62之間設(shè)有一軸承52 ;藉由輸出齒輪61與固定板62分別位于行星齒輪50的相對兩側(cè)，以可有效軸向固定行星齒輪50，同時(shí)輸出齒輪61及固定板62為該些行星齒輪50的行星支架。
[0065]請參閱圖2至圖4及圖6所示，前述的齒輪組70包含有一中齒輪71、一小齒輪72及一大齒輪73 ;中齒輪71位于踏板軸10的一側(cè)，且與輸出齒輪61相嚙合；小齒輪72同軸突出于中齒輪71的右側(cè)面；大齒輪73套設(shè)踏板軸10，且與小齒輪72相嚙合，大齒輪73跟踏板軸10之間設(shè)有一軸承731 ;大齒輪73的左側(cè)面凹設(shè)成形有一容置槽732，容置槽732套設(shè)環(huán)齒輪40，并藉此軸向集中各元件以降低本發(fā)明的軸向長度；大齒輪73的右側(cè)面突出有一^^合部733，卡合部733端部的外壁面環(huán)繞設(shè)有花鍵734。
[0066]此外，由于小齒輪72的齒數(shù)小于中齒輪71的齒數(shù)，而中齒輪71的齒數(shù)小于大齒輪73的齒數(shù)，因此可使輸出齒輪61達(dá)到減速及提升扭力的功效。
[0067]請參閱圖4及圖6所示，前述的齒盤80套設(shè)嵌合于齒輪組70的大齒輪73的花鍵734，并藉此齒盤80及大齒輪73可互相帶動(dòng)。
[0068]前述的控制系統(tǒng)與馬達(dá)定子組件33及感測器22成電連接，并感應(yīng)馬達(dá)轉(zhuǎn)子組件32的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。[0069]請參閱圖2、圖3、圖5及圖6所示，本發(fā)明組裝時(shí)，首先先將本發(fā)明裝設(shè)于一殼體內(nèi)，其中踏板軸10貫穿殼體；受感件21、輸入軸31、馬達(dá)轉(zhuǎn)子組件32、環(huán)齒輪40、行星齒輪50、輸出齒輪61、固定板62及齒輪組70皆位于殼體中；感測器22及馬達(dá)定子組件33同樣位于殼體中，且固設(shè)于殼體的內(nèi)壁面；齒盤80位于殼體外；此外,踏板軸10的左端外套設(shè)有一軸承12，輸入軸31的兩端分別套設(shè)有一軸承312，輸出齒輪61的左端套設(shè)有一軸承611，中齒輪71的左端套設(shè)有一軸承711，小齒輪72的右端套設(shè)有一軸承721，大齒輪73的卡合部733外套設(shè)有一軸承735 ;前述的軸承12、312、611、711、721、735皆可降低該些元件與殼體之間的摩擦，而讓該些元件可穩(wěn)固地設(shè)于殼體上。
[0070]之后本發(fā)明及該殼體與自行車車架相結(jié)合；而自行車的兩個(gè)曲柄100則分別固設(shè)于踏板軸10的兩端，最后再使鏈條環(huán)繞于齒盤80上即完成裝設(shè)。
[0071]請參閱圖2及圖5至圖7所示，當(dāng)騎乘者踩踏踏板110而轉(zhuǎn)動(dòng)踏板軸10時(shí)，踏板軸10依序帶動(dòng)受感件21、環(huán)齒輪40、行星齒輪50、輸出齒輪61、中齒輪71、小齒輪72、大齒輪73及齒盤80轉(zhuǎn)動(dòng)，而齒盤80則通過鏈條而帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0072]當(dāng)控制系統(tǒng)通知?jiǎng)恿卧?0 (電動(dòng)馬達(dá))啟動(dòng)時(shí)，馬達(dá)定子組件33會(huì)因通電產(chǎn)生磁場而導(dǎo)致穿設(shè)其中的馬達(dá)轉(zhuǎn)子組件32轉(zhuǎn)動(dòng)，而馬達(dá)轉(zhuǎn)子組件32依序帶動(dòng)輸入軸31 (太陽齒輪311)、行星齒輪50、輸出齒輪61、中齒輪71、小齒輪72、大齒輪73及齒盤80轉(zhuǎn)動(dòng)，而齒盤80同樣通過鏈條帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0073]而上述的兩過程中，由于行星齒輪50同時(shí)嚙合環(huán)齒輪40及輸入軸31的太陽齒輪311，因此當(dāng)騎乘者踩踏踏板110時(shí)，行星齒輪50除帶動(dòng)輸出齒輪61外，同時(shí)也會(huì)帶動(dòng)輸入軸31 ;反之，當(dāng)馬達(dá)啟動(dòng)時(shí)，行星齒輪50除帶動(dòng)輸出齒輪61外，同時(shí)也會(huì)帶動(dòng)環(huán)齒輪40及踏板軸10 ;藉此輸出齒輪61、輸入軸31及踏板軸10三者會(huì)互相影響，而三者的轉(zhuǎn)速關(guān)系可由行星齒輪組的一圖表來解釋:
[0074]請參閱圖6及圖8所示，在圖8的圖表中，左邊的鉛直線的高度為踏板軸10的轉(zhuǎn)速，也就是騎乘者踩踏踏板的速度；中間的鉛直線的高度為輸出齒輪61的轉(zhuǎn)速，而輸出齒輪61的轉(zhuǎn)速經(jīng)過齒輪組70減速后，便為齒盤80的轉(zhuǎn)速；右邊的鉛直線的高度為輸入軸31的轉(zhuǎn)速，也就是電動(dòng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速；左邊鉛直線與中間鉛直線的水平距離為輸入軸31的太陽齒輪311的齒數(shù)；中間鉛直線與右邊鉛直線的水平距離為環(huán)齒輪40的齒數(shù)；而根據(jù)行星齒輪組的公式，三個(gè)鉛直線的頂點(diǎn)會(huì)連成一直線。
[0075]當(dāng)騎乘者于低速起步而略為提升踏板軸10的轉(zhuǎn)速時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)令輸入軸31的轉(zhuǎn)速快速提升，藉此根據(jù)圖表中的LI，此時(shí)位于中間的鉛直線亦會(huì)上升至一定的高度，亦即輸入軸31的轉(zhuǎn)速可拉升輸出齒輪61的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而讓騎乘者剛起步時(shí)，便可藉由電動(dòng)馬達(dá)的輔助而克服最大靜摩擦力及讓輪子迅速提升至一定轉(zhuǎn)速，進(jìn)而可順利起步。
[0076]接著當(dāng)騎乘者踩動(dòng)踏板而逐漸提升踏板軸10的轉(zhuǎn)速后，控制系統(tǒng)會(huì)令輸入軸31轉(zhuǎn)速的上升趨緩，此時(shí)參閱圖表中的L2，輸出齒輪61的轉(zhuǎn)速仍然會(huì)繼續(xù)上升，但上升的幅度下降。
[0077]之后依照相同模式，請參閱圖表中的L3，騎乘者使踏板軸10轉(zhuǎn)速越來越高，而輸入軸31轉(zhuǎn)速的上升幅度越來越小，因此輸出齒輪61轉(zhuǎn)速的上升幅度也是越來越小。
[0078]而從圖表中可看出，不論是圖表中的哪一直線，輸入軸31的轉(zhuǎn)速皆明顯高于輸出齒輪61的轉(zhuǎn)速，再加上輸出齒輪61會(huì)再經(jīng)過一次減速后才帶動(dòng)齒盤80，因此可大幅放大輸入軸31相對齒盤80的扭力；例如圖表中的LI時(shí)，輸入軸31的轉(zhuǎn)速為2000rpm，而輸出齒輪61再次減速后所帶動(dòng)的齒盤80的轉(zhuǎn)速為50rpm，則其扭力放大比共可達(dá)到40倍；L2時(shí)輸入軸31的轉(zhuǎn)速為2800rpm，而輸出齒輪61再次減速后所帶動(dòng)的齒盤80的轉(zhuǎn)速為80rpm，則其扭力放大比共可達(dá)到35倍；L3時(shí)輸入軸31的轉(zhuǎn)速為3000rpm，而輸出齒輪61再次減速后所帶動(dòng)的齒盤80的轉(zhuǎn)速為lOOrpm，則其扭力放大比共可達(dá)到30倍。
[0079]因此，在LI到L3的過程中，符合起步時(shí)踏板軸10轉(zhuǎn)速尚低，且需克服較大的起步阻力，所以輸入軸31可藉由轉(zhuǎn)速比所帶來的扭力放大效果，達(dá)到輔助騎乘者無須負(fù)擔(dān)過重的扭力即可順利騎乘；而當(dāng)踏板軸10轉(zhuǎn)速越高，車速越快，因需克服的阻力較小，所以輸入軸31藉由轉(zhuǎn)速比所帶來的扭力放大比亦同時(shí)減少；在此過程中，馬達(dá)轉(zhuǎn)子組件32及輸入軸31的轉(zhuǎn)速變化為連續(xù)變動(dòng)數(shù)值，因此輸入軸31與輸出齒輪61的轉(zhuǎn)速比變化亦為連續(xù)變動(dòng)數(shù)值，進(jìn)而達(dá)到無段變速的功效，亦滿足騎乘者起步時(shí)需要較大扭力，并隨踏板轉(zhuǎn)速與車速上升則扭力需求降低的騎乘情況，并且變速過程中不會(huì)有扭力輸出的頓挫感。
[0080]再者，請參閱圖6及表1所示，表1為闡明依據(jù)能量守恒定律所帶來能量流動(dòng)方向，并對應(yīng)到前述的使用情形，其中踏板軸10為騎乘者施力的軸，因此扭力值為正值，而轉(zhuǎn)速由于皆為正轉(zhuǎn)因此恒為正值，而能量等于扭力乘轉(zhuǎn)速，因此能量亦為正值；輸出齒輪61是被帶動(dòng)，因此扭力值為負(fù)值，但轉(zhuǎn)速同樣為正值，所以能量為負(fù)值；輸入軸31為馬達(dá)出力的軸，因此扭力值為正值，而轉(zhuǎn)速同樣為正值，因此能量為正值；而由于能量守恒，因此配合上述三者可看出，在一般騎乘狀況下，踏板軸10及輸入軸31的能量皆被輸出齒輪61所吸收，并用以推動(dòng)齒盤80及后輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0081]表1:本發(fā)明的一般騎乘時(shí)的能量不意表
[0082]
【權(quán)利要求】
1.一種自行車自動(dòng)無段變速裝置，其特征在于，包含: 一踏板軸； 一動(dòng)力單元，其具有一輸入軸，輸入軸套設(shè)于踏板軸外，且輸入軸一端設(shè)有一太陽齒輪； 一環(huán)齒輪，其套設(shè)輸入軸的太陽齒輪，且套設(shè)固定踏板軸； 多個(gè)行星齒輪，各行星齒輪皆與輸入軸的太陽齒輪及環(huán)齒輪相嚙合； 一輸出齒輪，其與各行星齒輪相樞設(shè)； 一齒輪組，其與輸出齒輪相哨合； 一齒盤，其與齒輪組相連接，且能夠被齒輪組所帶動(dòng)； 一控制系統(tǒng)，其與動(dòng)力單元成電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其特征在于，動(dòng)力單元為馬達(dá)，且進(jìn)一步包含一馬達(dá)轉(zhuǎn)子組件及一馬達(dá)定子組件，馬達(dá)轉(zhuǎn)子組件套設(shè)固定于輸入軸外；馬達(dá)定子組件套設(shè)于馬達(dá)轉(zhuǎn)子組件外。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其特征在于，齒輪組包含有一中齒輪、一小齒輪及一大齒輪；中齒輪位于踏板軸的一側(cè)，且與輸出齒輪相哨合；小齒輪與中齒輪同軸固設(shè)；大齒輪套設(shè)踏板軸，且與小齒輪相哨合，大齒輪與齒盤相嵌合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含有一固定板，其穿設(shè)于環(huán)齒輪中，且與各行星齒輪相樞設(shè)，固定板及輸出齒輪位于各行星齒輪的相對兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含有一固定板，其穿設(shè)于環(huán)齒輪中，且與各行星齒輪相樞設(shè)，固定板及輸出齒輪位于各行星齒輪的相對兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其特征在于，環(huán)齒輪包含有一環(huán)齒輪本體及一結(jié)合板；環(huán)齒輪本體具有相對的兩開口 ；結(jié)合板裝設(shè)固定于環(huán)齒輪本體的其中一開口，且套設(shè)固定踏板軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其特征在于，環(huán)齒輪包含有一環(huán)齒輪本體及一結(jié)合板；環(huán)齒輪本體具有相對的兩開口 ；結(jié)合板裝設(shè)固定于環(huán)齒輪本體的其中一開口，且套設(shè)固定踏板軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含有一受感件及一感測器；受感件裝設(shè)固定于踏板軸上；感測器套設(shè)于踏板軸外，且感測器的位置與受感件的位置相對應(yīng)，感測器與控制系統(tǒng)成電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含有一受感件及一感測器；受感件裝設(shè)固定于踏板軸上；感測器套設(shè)于踏板軸外，且感測器的位置與受感件的位置相對應(yīng)，感測器與控制系統(tǒng)成電連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其特征在于，感測器套設(shè)于受感件外。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其特征在于，感測器套設(shè)于受感件外。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其特征在于，輸入軸套設(shè)于感測器外。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自行車自動(dòng)無段變速裝置，其特征在于，輸入軸套設(shè)于感測器 外。
【文檔編號(hào)】B62M11/14GK103963913SQ201310050785
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月25日
【發(fā)明者】姚立和 申請人:姚立和