电助力自行车的动力输出机构的制作方法

本实用新型涉及电助力自行车，尤其涉及一种用于电助力自行车的动力输出机构。

背景技术：

传统的电助力自行车是通过骑乘者的踩踏力量搭配一动力输出机构(例如中置马达)所提供的助力而获得前进的动力，使得电助力自行车不会对骑乘者的体力造成太大的负担，并在休闲之余又能达到健身的目的。

已知中国台湾证书号m417321u1描述了一种脚踏车的助力控制装置，其包含有一曲柄轴11与一驱动件2，驱动件2是套固于曲柄轴11，并可随曲柄轴11而转动。此外，助力控制装置还包含有一应变感测器4和一转速检测单元7，应变感测器4是安装于驱动件2，应变感测器4根据驱动件2的形变量而输出一反应驱动件2的形变量的反应信号。转速检测单元7套设于曲柄轴11并根据曲柄轴11的转速以输出转速检测信号。

然而可以看到，上述助力控制装置的空间配置并未臻于完善，其曲柄轴11上已经装满了各式各样的零组件，曲柄轴11已几乎没有空间可供马达使用，造成马达输出的辅助动力难以再经由任何的输入齿轮而传递至曲柄轴11上。

技术实现要素：

本实用新型的其中一个目的在于现有技术的缺失进行改良，进而提供一种崭新的电助力自行车的动力输出机构，让马达能将其输出的辅助动力传递至齿盘上，减轻骑乘者的负担。

依据本实用新型的实施例所提供的一种电助力自行车的动力输出机构，其包含有：一外壳、一曲柄轴、一合力套筒、一第一单向器、一检测单元、一受测元件与一马达。其中，曲柄轴是可转动地穿设于外壳。合力套筒是可转动地套接于曲柄轴外，合力套筒具有一齿盘连接部、一动力输入部与一检测部，上述动力输入部是设于齿盘连接部与检测部之间。第一单向器是设于曲柄轴与合力套筒之间。检测单元具有一踏力检测器与一转速检测器，踏力检测器是设于检测部，转速检测器是设于合力套筒，转速检测器是相对靠近检测部且相对远离齿盘连接部。受测元件是固设于曲柄轴，其中转速检测器能检测受测元件的转动而获得曲柄轴的转速。马达是设于外壳内并连接动力输入部，马达可被驱动而通过动力输入部转动合力套筒。

以此，马达便能通过动力输入部而转动合力套筒，进而提供一辅助动力至齿盘，降低骑乘者骑电动自行车时的踩踏负担。另一方面，在空间配置上，动力输入部是设于齿盘连接部与检测部之间并且检测单元的转速检测器是相对靠近检测部且相对远离齿盘连接部，即让牵涉到动力的元件(如齿盘与马达)都彼此靠近，且让牵涉到检测的元件(如踏力检测器与转速检测器)也都彼此靠近，不仅可有效缩短辅助动力的传递路径，使辅助动力能够快速地传递到齿盘，在信号检测上也不容易受到其他元件的干扰。

在其中一个方面，动力输出机构是可应用于一登山车或一公路车，但本实用新型并不以此为限。

附图说明

有关电助力自行车的动力输出机构的详细构造、特点、组装或使用方式将在以下的实施例中予以说明，然而，应能理解的是，以下将说明的实施例以及附图仅只作为示例性地说明，其不应用来限制本实用新型的权利要求保护范围，其中：

图1为本实用新型一实施例的动力输出机构的立体图；

图2为图1的部分分解图；

图3为图1的剖视图；以及

图4为本实用新型实施例的动力输出机构的部分立体图，其隐藏了马达与外壳；以及

图5为图4沿5-5剖视线的剖视图。

上图中，附图标记含义如下：

现有技术

驱动件2应变感测器4

转速检测单元7曲柄轴11

实施例

1动力输出机构

10外壳

11第一壳体12第二壳体

13轴孔

20曲柄轴

30合力套筒

31套环部32检测部

33动力输入部34齿盘连接部

35第二传动齿轮

351内齿圈

40第一单向器

50检测单元

51踏力检测器52转速检测器

53线圈54电路板

60受测元件

70马达

71输出轴72减速器

73第一齿轮74转轴

75第二单向器76第一传动齿轮

77第一传动齿轮78转子

79定子

c曲柄

r齿盘r1内齿圈

b1-b4轴承

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术特点所在，现举以下的实施例并配合附图说明如后，其中，为了方便说明以下实施例，以下实施例将以齿盘r位于动力输出机构1的右侧作为方向基准。

如图1、图2与图5所示，实施例所提供的一种电助力自行车的动力输出机构1，其包含有一外壳10、一曲柄轴20、一合力套筒30、一第一单向器40、一检测单元50、一受测元件60与一马达70。

外壳10包含有一第一壳体11与一第二壳体12，第一壳体11能和第二壳体12组装为一体，第一壳体11与第二壳体12都具有一轴孔13，外壳10内部具有空间以容置马达70等元件。

曲柄轴20是可转动地穿设于外壳10，曲柄轴20的两端分别穿出第一壳体11与第二壳体12的轴孔13，并且曲柄轴20的两端分别连接一曲柄c，以便后续通过曲柄c而连接踏板(图中未绘示)。

合力套筒30是可转动地且同轴地套接于曲柄轴20外，合力套筒30在结构上由左至右依序设有一套环部31、一检测部32、一动力输入部33与一齿盘连接部34(即动力输入部33是设于检测部32与齿盘连接部34之间)，动力输入部33与齿盘连接部34都设有环齿，其中齿盘连接部34的环齿是用来配合一齿盘r的一内齿圈r1，使齿盘r能通过内齿圈r1而啮接齿盘连接部34的环齿，让齿盘r能同轴地套接于合力套筒30，齿盘r与合力套筒30二者形成固接的结构。

第一单向器40是设于曲柄轴20与合力套筒30的套环部31之间，使得曲柄轴20能通过第一单向器40转动合力套筒30，但合力套筒30反向转动时，合力套筒30无法反向地通过第一单向器40而转动曲柄轴20。

检测单元50具有一踏力检测器51与一转速检测器52，踏力检测器51为一应变片，其贴设于检测部32(如图5)并可检测骑乘者在踩踏时，骑乘者所施予的踩踏力所造成的合力套筒30的微小应变，并将此应变转换为电信号，转换后的电信号将通过线圈53而传递至外部。转速检测器52在本实施例中为一霍尔感测器，其用来检测曲柄轴20的转速，转速检测器52是连同一电路板54而设于合力套筒30，并且转速检测器52是相对靠近检测部32且相对远离齿盘连接部34，在本实施例中，检测部32是位于转速检测器52与动力输入部33之间。

如图4与图5所示，受测元件60是固设于曲柄轴20上，在本实施例中受测元件60为一磁性元件，使得当曲柄轴20带着磁性元件一起转动时，转速检测器52能检测到受测元件60的磁力变化，进而获得曲柄轴20的转速。

请参考图3，马达70是设于外壳10内并位于合力套筒30之外，马达70包含有一输出轴71与一减速器72，输出轴71上套接有一第一齿轮73。减速器72还包含有一转轴74、一第二单向器75、一第二齿轮76与一第一传动齿轮77，转轴74的二端都设有一轴承b1，b2，并通过轴承b1，b2而设于外壳10。第二齿轮76通过第二单向器75而同轴地套接转轴74，并且第二齿轮76啮接第一齿轮73。第一传动齿轮77系同轴地套接于转轴74，并且第一传动齿轮77是位于第二齿轮76与轴承b2之间。动力输出机构1更包含有一第二传动齿轮35，第二传动齿轮35具有一内齿圈351，并且第二传动齿轮35是通过其内齿圈351而同轴地套接于合力套筒30的动力输入部33的环齿，第二传动齿轮35啮接第一传动齿轮77。因此，当马达70被驱动时，马达70能通过减速器72与动力输入部33而转动合力套筒30，以此提供辅助动力，并且当马达70没有被驱动时，纵使合力套筒30被驱动而转动，在第二单向器75的作用下，减速器72将呈一空转状态，使合力套筒30的转动不会反向地经由减速器72而回馈到马达70，避免马达70的转子78切割定子79所产生的磁场而发电，进而毁损马达70。

附带一提的是，如图5所示，曲柄轴20上也套接有一轴承b3，轴承b3是相邻于第一单向器40。合力套筒30也套接有一轴承b4，轴承b4是相邻于第二传动齿轮35。轴承b3与轴承b4的外缘是分别抵接于第一壳体11与第二壳体12(如图3所示)。

通过实施例的动力输出机构1的结构设计，当需要使用马达70输出辅助动力时，例如踏力检测器51所检测到的踏力是高于一预设值时，便可驱动马达70，使马达70经由减速器与合力套筒30上的第二传动马达70而转动合力套筒30，进而输出辅助动力以帮助骑乘者骑乘自行车。另一方面，在空间配置上，本实施例让合力套筒30的动力输入部33是设于靠近齿盘r的位置，因此牵涉到动力输出的各项元件(如齿盘r与马达70)都是彼此靠近，可有效地缩短辅助动力的传递路径，使辅助动力能够快速地且低损耗地传递到齿盘r。再者，本实施例也让牵涉到检测信号的各项元件(如踏力检测器51与转速检测器52)也都彼此靠近，也能够在信号检测上更不容易受到其他元件的干扰，故能检测到更为准确的踏力与转速的信号。

上述段落所列举的实施例是用来阐明本实用新型实施例的可行实施形式，本实用新型不限定于上述所举例的实施形式，凡在本实用新型所揭示的思想范围内，对其作些许润饰与变化仍应属与本实用新型的保护范围。