特開 2023-1010 駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023001010

(43)【公開日】2023-01-04

(54)【発明の名称】駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B62M 6/60 20100101AFI20221222BHJP

   B62M 9/00 20060101ALI20221222BHJP

   B62M 11/16 20060101ALI20221222BHJP

【ＦＩ】

B62M6/60

B62M9/00 B

B62M11/16 C

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022038113

(22)【出願日】2022-03-11

(31)【優先権主張番号】110122135

(32)【優先日】2021-06-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】508226687

【氏名又は名称】和碩聯合科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＰＥＧＡＴＲＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

【住所又は居所原語表記】５Ｆ．，Ｎｏ．７６，Ｌｉｇｏｎｇ Ｓｔ．， Ｂｅｉｔｏｕ Ｄｉｓｔ．， Ｔａｉｐｅｉ Ｃｉｔｙ １１２， Ｔａｉｗａｎ

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】王文宏

(72)【発明者】

【氏名】王炳欽

(57)【要約】      （修正有）

【課題】自転車に適し且つ双方向回転が可能な駆動装置を提供し、自転車の加減速を補助する効果を提供する。
【解決手段】ギア、ベアリング及びモーターロータを備える駆動装置を提供する。ギアは取付孔を有する。ベアリングはギアの取付孔に設けられ、且つ回転孔、シュート及び駆動アセンブリを備え、シュートは回転孔に連通し駆動アセンブリに移動可能にシュートに設けられる。モーターロータは回動可能にベアリングの回転孔を貫通し、駆動アセンブリは、モーターロータの回動に基づき、ベアリングをロックするまで移動して、モーターロータのトルクをベアリングを介してギアに伝達する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自転車に適した駆動装置であって、
取付孔を有するギアと、
前記ギアの前記取付孔に設けられ、且つ回転孔と、前記回転孔に連通するシュートと、前記シュートに設けられる移動可能に駆動アセンブリと、を備えたベアリングと、
前記ベアリングの前記回転孔を回動可能に貫通し、前記駆動アセンブリはモーターロータの回動に基づき、前記ベアリングをロックするまで移動して、前記ベアリングを介して前記モーターロータのトルクを前記ギアに伝達するモーターロータと、を備える駆動装置。

【請求項2】

前記駆動アセンブリは、第１の弾性部材と、第２の弾性部材と、鋼球と、を備え、前記シュートは対向する第１の端部と第２の端部を備え、前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材はそれぞれ前記第１の端部と前記第２の端部に設けられ、前記鋼球は前記シュートに滑動可能に設けられ、且つ前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材の間に位置し、前記鋼球は前記モーターロータに接触する、請求項１に記載の駆動装置。

【請求項3】

前記モーターロータが第１の方向に回転するとき、前記モーターロータは前記鋼球を駆動して前記第１の弾性部材を圧迫し、前記シュートの前記第１の端部を固定して、前記ベアリングをロックし、且つ前記ベアリングを介して前記モーターロータの前記トルクを前記ギアに伝達し、前記ギアを前記第１の方向に回動する、請求項２に記載の駆動装置。

【請求項4】

前記モーターロータが第２の方向に回転するとき、前記モーターロータは前記鋼球を駆動して前記第２の弾性部材を圧迫し、前記シュートの前記第２の端部を固定して、前記ベアリングをロックし、且つ前記ベアリングを介して前記モーターロータの前記トルクを前記ギアに伝達し、前記ギアを前記第２の方向に回動する、請求項２又は３に記載の駆動装置。

【請求項5】

前記モーターロータが静止して不動のとき、前記鋼球は、前記第１の弾性部材と前記第２の弾性部材により制限されて、前記シュートの中央部に位置する、請求項２至４のいずれかに記載の駆動装置。

【請求項6】

前記モーターロータの幅に対して、前記シュートは、中央部から前記第１の端部と前記第２の端部に向けて先細りになり、前記中央部の前記幅は前記鋼球の外径より大きく、前記第１の端部の前記幅と前記第２の端部の前記幅は前記鋼球の外径より小さい、請求項２至５のいずれかに記載の駆動装置。

【請求項7】

前記モーターロータに結合され、前記モーターロータをオンにして、正回転モード又は反回転モードに切り替えるか、前記モーターロータをオフにして、遊休モードに切り替えるコントローラを更に備える、請求項１乃至６のいずれかに記載の駆動装置。

【請求項8】

前記正回転モードにおいて、前記モーターロータは第１の方向に連続的に回転して、前記ギアの加速を補助する、請求項７に記載の駆動装置。

【請求項9】

前記反回転モードにおいて、前記モーターロータは断続的に第２の方向に回転して、前記ギアの減速を補助し、且つ前記モーターロータの回転周波数は、毎秒複数回である、請求項７又は８に記載の駆動装置。

【請求項10】

前記ベアリングは、前記ギアの外側面と同一面上にある、請求項１乃至９のいずれかに記載の駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動装置に関し、特に、自転車に適した駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の自転車では、騎乗者は走行中にハンドルバーを押圧してブレーキシステムを起動し、前輪と後輪のリムを挟み摩擦し、減速又は回動停止の目的を達成することしかできなかった。しかしながら、自転車に取り付けられた従来のブレーキシステムは、下り坂で急なブレーキをかけた際、過度な摩擦により、ブレーキシステムが発熱して故障したり、長時間の使用によりブレーキシステムが著しく摩耗して、そのブレーキ効果が低下しやすくなることがあった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は、自転車に適し且つ双方向回転が可能な駆動装置を提供し、自転車の加減速を補助する効果を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の自転車に適した駆動装置は、ギアと、ベアリングと、モーターロータと、を備える。ギアは取付孔を有する。ベアリングはギアの取付孔に設けられ、且つ回転孔と、回転孔に連通するシュートと、移動可能にシュートに設けられる駆動アセンブリと、を備える。モーターロータはベアリングの回転孔を回動可能に貫通し、駆動アセンブリは、モーターロータの回動に基づき、ベアリングをロックするまで移動して、ベアリングを介してモーターロータのトルクをギアに伝達する。

【0005】

本発明の実施例において、前記駆動アセンブリは、第１の弾性部材と、第２の弾性部材と鋼球と、を有し、シュートは、対向する第１の端部と第２の端部を有し、第１の弾性部材と第２の弾性部材はそれぞれシュートの第１の端部と第２の端部に設けられ、鋼球は滑動可能にシュートに設けられ、且つ第１の弾性部材と第２の弾性部材の間に位置し、鋼球はモーターロータに接触する。

【0006】

本発明の実施例において、モーターロータが第１の方向に回転するとき、モーターロータは鋼球（ball）を駆動して第１の弾性部材を圧迫し、シュートの第１の端部を固定して、ベアリングをロックし、且つベアリングを介してモーターロータのトルクをギアに伝達し、ギアを第１の方向へ回動させる。

【0007】

本発明の実施例において、モーターロータが第２の方向に回転するとき、モーターロータは、鋼球を駆動して第２の弾性部材を圧迫し、シュートの第２の端部を固定して、ベアリングをロックし、且つベアリングを介してモーターロータのトルクをギアに伝達し、ギアを第２の方向へ回動させる。

【0008】

本発明の実施例において、モーターロータが静止して不動のとき、鋼球は第１の弾性部材と第２の弾性部材によって制限されて、シュートの中央部に位置する。

【0009】

本発明の実施例において、モーターロータの幅に対して、前記シュートは中央部から第１の端部と第２の端部に向けて先細になり、中央部の幅は鋼球の外径より大きく、第１の端部と第２の端部の幅は鋼球の外径より小さい。

【0010】

本発明の実施例において、モーターロータに結合され、モーターロータをオンにして、正回転モード又は反回転モードに切り替えるか、モーターロータをオフにして、遊休モードに切り替えるコントローラを更に含む。

【0011】

本発明の実施例において、正回転モードにおいて、モーターロータは第１の方向に連続的に回転して、ギアの加速を補助する。

【0012】

本発明の実施例において、反回転モードにおいて、モーターロータは第２の方向に断続的に回転して、ギアの減速を補助し、且つモーターロータの回転周波数は、毎秒複数回である。

【0013】

本発明の実施例において、前記ベアリングはギアの外側面と同一面上にある。

【発明の効果】

【0014】

以上により、本発明の駆動装置は自転車に適し、ここで、モーターロータは、駆動アセンブリを駆動してベアリングをロックし、ギアを駆動することにより、ベアリングを介してモーターロータのトルクをギアに伝達し、減速又は加速の効果を達成することができ、減速に用いられる場合、本発明の駆動装置は、従来の自転車のブレーキシステムの使用頻度を減らすことができ、ブレーキシステムの使用寿命を延長することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は本発明の実施例に基づく駆動装置の立体概略図である。

【図2】図２は図１の駆動装置の制御ブロック図である。

【図3】図３は図１の駆動装置を遊休モード又は静止状態に切り替えた側面平面図である。

【図4】図４は図３の駆動装置を正回転モードに切り替えた側面平面図である。

【図5】図５は図３の駆動装置を反回転モードに切り替えた側面平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は本発明の実施例に基づく駆動装置の立体概略図である。図２は図１の駆動装置の制御ブロック図である。図３は図１の駆動装置を遊休モード又は静止状態に切り替えた側面平面図である。図４は図３の駆動装置を正回転モードに切り替えた側面平面図である。図５は図３の駆動装置を反回転モードに切り替えた側面平面図である。

【0017】

図１及び図２を参照すると、本実施例における駆動装置１００は、自転車（図示せず）に適し、且つ自転車のトランスミッション構造の接続に用いられる。駆動装置１００は、ギア１１０と、ベアリング１２０と、モーターロータ１３０と、を備える。

【0018】

自転車は、人力により駆動可能なキャリアを指す。一般的に、自転車の車輪数は制限されず、例えば、一輪車や車輪が三以上のキャリアを含んでも良い。人力により駆動されるキャリアは、例えば、マウンテンバイク、ロードバイク、シティバイク、カーゴバイク及びリカンベントバイク等、各種類型の自転車を含む。

【0019】

ギア１１０は、ギア１１０の二つの外側面ＯＳを貫通する取付孔ＩＨを備える。ベアリング１２０はギア１１０の取付孔ＩＨ内に設けられ、ベアリング１２０は取付孔ＩＨの内縁面に固定接続され、ベアリング１２０とギア１１０を一体に接続し、同期回転とトルクの伝達に適している。より詳細に言えば、ベアリング１２０は、ベアリング１２０の両側を貫通する回転孔ＲＨと、回転孔ＲＨに連通されるシュートＳＧと、移動可能にシュートに設けられる駆動アセンブリと、を備える。

【0020】

モーターロータ１３０はベアリング１２０の回転孔ＲＨを回動可能に貫通し、駆動アセンブリは、モーターロータ１３０の回動に基づき、ベアリング１２０をロックするまで移動し、ベアリング１２０を介して、モーターロータ１３０のトルクをギア１１０に伝達する。補足すると、モーターロータ１３０は、回動中、トルクを生成して駆動アセンブリを駆動し、ベアリング１２０をロックして、ベアリング１２０からギア１１０にトルクを伝達するのに適している。

【0021】

図１及び図３を参照すると、更に、ベアリング１２０の駆動アセンブリは、第１の弾性部材１２１と、第２の弾性部材１２２と、鋼球１２３と、を備える。シュートＳＧは中央部Ｃ及び対向する第１の端部Ｅ１と第２の端部Ｅ２を有する。中央部Ｃは第１の端部Ｅ１と第２の端部Ｅ２の間に位置する。第１の弾性部材１２１と第２の弾性部材１２２は、それぞれシュートＳＧの第１の端部Ｅ１と第２の端部Ｅ２に設けられ、且つ第１の弾性部材１２１と第２の弾性部材１２２はシュートＳＧの中央部Ｃに延伸する。鋼球１２３は滑動可能にシュートＳＧに設けられ、且つ第１の弾性部材１２１と第２の弾性部材１２２の間に位置する。

【0022】

補足すると、初期状態において、鋼球１２３はシュートＳＧの中央部Ｃに位置決めされ、且つ第１の弾性部材１２１と第２の弾性部材１２２の間に位置する。シュートＳＧは回転孔ＲＨに連通されるので、モーターロータ１３０は回転孔ＲＨを貫通し、したがって、シュートＳＧ１の鋼球１２３はモーターロータ１３０に接触することができる。

【0023】

更に、ベアリング１２０はギア１１０の外側面ＯＳと同一面にあり、これにより駆動装置１００の体積を減少させることができる。

【0024】

図３を参照すると、シュートＳＧの中央部Ｃの幅は中央部Ｃから第１の端部Ｅ１と第２の端部Ｅ２に向けて先細りになり、これはモーターロータ１３０に対するシュートＳＧの幅が一致しないことを説明している。シュートＳＧの中央部Ｃの幅Ｗ１は鋼球１２３の外径より大きく、シュートＳＧの第１の端部Ｅ１の幅Ｗ２と第２の端部Ｅ２の幅Ｗ３は鋼球１２３の外径より小さい。

【0025】

図３から図５を参照すると、本実施例におけるシュートＳＧは鋼球１２３が前後左右に滑動することを許容し、鋼球１２３がモーターロータ１３０によって駆動され、第１の端部Ｅ１又は第２の端部Ｅ２に向けて滑動する場合、シュートＳＧの幅は中央部Ｃから第１の端部Ｅ１又は第２の端部Ｅ２に向けて先細りになるので、シュートＳＧの幅が鋼球１２３の外径に等しい場合、鋼球１２３はシュートＳＧ内に固定される。

【0026】

図３から図５を参照すると、モーターロータ１３０はベアリング１２０の回転孔ＲＨを貫通し、且つ鋼球１２３はモーターロータ１３０に接触する。モーターロータ１３０は、使用者の要求に応じて、正回転モードＲ１、反回転モードＲ２又は遊休モードＲ３に切り替えることができる。正回転モードＲ１において、モーターロータ１３０は第１の方向Ｄ１に回転し、ギア１１０を駆動して第１の方向Ｄ１に回動させる。反回転モードＲ２において、モーターロータ１３０は第１の方向Ｄ１とは反対の第２の方向Ｄ２に回転し、ギア１１０を駆動して第２の方向Ｄ２に回動させる。遊休モードＲ３において、モーターロータ１３０は静止して不動である。

【0027】

図３及び図４を参照すると、詳細には、ベアリング１２０に対してモーターロータ１３０は第１の方向Ｄ１に回転し、且つ速度が臨界値に達した場合、鋼球１２３を駆動して第１の方向Ｄ１に移動させて第１の弾性部材１２１を圧迫し、第１の弾性部材１２１に弾力を蓄積させる。また、シュートＳＧの幅は中央部Ｃから第１の端部Ｅ１に向けて先細りになり、第１の端部Ｅ１の幅Ｗ２は鋼球１２３の外径より小さいので、鋼球１２３はシュートＳＧの第１の端部Ｅ１よりの位置に固定され、これにより、モーターロータ１３０はベアリング１２０にロックされる。この場合、ベアリング１２０を介してモーターロータ１３０のトルクをギア１１０に伝達し、ギア１１０を第１の方向Ｄ１に回動し、即ち、正回転モードＲ１に切り替えることができる。

【0028】

図３及び図５を参照すると、モーターロータ１３０がベアリング１２０に対して第２の方向Ｄ２に回転し、且つ速度が臨界値に達した場合、鋼球１２３は第２の方向Ｄ２に移動して第２の弾性部材１２２を圧迫し、第２の弾性部材１２２に弾力を蓄積させる。また、シュートＳＧの幅は中央部Ｃから第２の端部Ｅ２に向けて先細りになり、第２の端部Ｅ２の幅Ｗ３は鋼球１２３の外径より小さいので、鋼球１２３はシュートＳＧの第２の端部Ｅ２よりの位置に固定され、これにより、モーターロータ１３０はベアリング１２０にロックされる。この場合、ベアリング１２０を介してモーターロータ１３０のトルクをギア１１０に伝達し、ギア１１０は第２の方向Ｄ２に回動し、即ち、反回転モードＲ２に切り替えることができる。

【0029】

図３を参照すると、具体的には、モーターロータ１３０が回転しない場合、鋼球１２３を移動させることのできるトルクがないため、鋼球１２３は第１の弾性部材１２１と第２の弾性部材１２２によって制限されて、シュートＳＧの中央部Ｃに位置する。モーターロータ１３０はトルクを出力しないので、鋼球１２３によりベアリング１２０にロックされることができず、したがって、ギア１１０は回動せず、静止を維持する。別の状況において、ギア１１０は騎乗者が加えた力を受けて駆動し、ギア１１０は、モーターロータ１３０に対して回転するのに適しており、モーターロータ１３０は静止しているので、鋼球１２３とモーターロータ１３０の間に相対的な移動が発生し、ギア１１０の回転に影響しない。

【0030】

図２に示されるように、本発明の実施例において、駆動装置１００はコントローラ１４０を備える。コントローラ１４０はモーターロータ１３０に結合され、モーターロータ１３０を起動するとともに、使用者の要求に応じて、正回転モードＲ１又は反回転モードＲ２に切り替える。コントローラはモーターロータ１３０をオフにして、遊休モードＲ３に切り替えることもできる。一実施例において、コントローラ１４０は実体的なスイッチ、タッチハンドル、ボタン又はタッチパネル等であって良く、使用者は走行の切り換えを行うことができる。

【0031】

本発明の実施例において、図２及び図４を参照すると、ここでは自転車を例として、使用者がペダルを踏み、自転車に接続されたギア１１０を駆動して前進するとき、ギア１１０の回転方向は第１の方向Ｄ１と同一である。使用者がコントローラ１４０を起動し、正回転モードＲ１を選択すると、モーターロータ１３０は第１の方向Ｄ１に継続して回転するとともに、ベアリング１２０を介してトルクをギア１１０に伝達し、ギア１１０を第１の方向Ｄ１に回動し加速させるので、自転車の加速を補助する効果を達成することができ、自転車の走行速度を向上させることができる。

【0032】

図２及び図５を参照すると、自転車が下り坂にあるか車速が早すぎる場合、使用者はコントローラ１４０を起動し、駆動装置１００を反回転モードＲ２に切り替え、モーターロータ１３０を第２の方向Ｄ２に回転させ、これは自転車に接続されたギア１１０が回転する第１の方向Ｄ１と反対であり、ベアリング１２０を介してトルクをギア１１０に伝達し、ギア１１０を第２の方向Ｄ２に回転させ、ギア１１０に停滞の効果を生じさせ、減速ブレーキの効果を達成することにより、自転車を減速させる。

【0033】

更に、反回転モードＲ２において、モーターロータ１３０は第２の方向Ｄ２に断続的に回転することができ、周波数は毎秒約３回であり、使用者は状況に応じてモーターロータ１３０の反回転の断続的な周波数を上げることもできる。モーターロータ１３０が断続的に第２の方向Ｄ２に回転する場合、ギア１１０が断続的に駆動されて、第２の方向Ｄ２に断続的に回転するため、ギア１１０を断続的な停滞させる効果を奏する。

【0034】

より詳細に言えば、使用者がコントローラ１４０を起動してブレーキをかけ減速する場合、コントローラ１４０はモーターロータ１３０を第２の方向Ｄ２に断続的に回動させ、駆動ギア１１０も第２の方向Ｄ２に断続的に回動し、更に自転車のタイヤチェーンを駆動して、タイヤに断続的な停滞を生じさせるので、ブレーキの目的を達成することができる。本発明の駆動装置は、断続的なブレーキの効果を有し、且つ断続的な反回転の時間が短いので、タイヤのロックやスリップの現象が発生せず、走行中の自転車の安全性が向上する。

【0035】

以上をまとめ、本発明の駆動装置は自転車に適し、モーターロータは駆動アセンブリを駆動してベアリングをロックし、ギアを駆動することにより、ベアリングを介してモーターロータのトルクをギアに伝達し、減速又は加速の効果を達成することができ、減速に用いる場合、本発明の駆動装置従来の自転車のブレーキシステムの使用頻度を減らすことができる。

【0036】

更に、駆動装置を正回転モードに切り替えた場合、モーターロータはベアリングをロックし、ギアを第１の方向へ回動させ、自転車の走行速度の向上を補助することができる。駆動装置を反回転モードに切り替えた場合、モーターロータはベアリングをロックし、ギアを第２の方向へ回動させ、自転車の走行速度の低減を補助することができる。駆動装置を遊休モードに切り替えた場合、モーターロータとギアは相対的に回動し、モーターロータは自転車の走行速度に影響しない。

【0037】

更に、反回転モードにおいて、モーターロータはベアリングをロックしてギアを駆動し、減速の効果を達成し、摩擦熱によりブレーキシステムが故障する状況を回避することができる。

【産業上の利用可能性】

【0038】

本発明の駆動装置は、自転車分野に応用することができ、更に従来の自転車のブレーキシステムの使用頻度を減らすことができる。

【符号の説明】

【0039】

１００ 駆動装置
１１０ ギア
１２０ ベアリング
１２１ 第１の弾性部材
１２２ 第２の弾性部材
１２３ 鋼球
１３０ モーターロータ
１４０ コントローラ
Ｃ 中央部
Ｄ１ 第１の方向
Ｄ２ 第２の方向
Ｅ１ 第１の端部
Ｅ２ 第２の端部
Ｒ１ 正回転モード
Ｒ２ 反回転モード
Ｒ３ 遊休モード
ＲＨ 回転孔
ＩＨ 取付孔
ＯＳ 外側面
ＳＧ シュート
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ 幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】