[发明专利]环保自行车

说明书

技术领域

本发明涉及一种自行车，尤其涉及一种可达到较佳环境保护目标与碳排放减量的环保脚踏车。

背景技术

自行车是一种脚踏驱动、人力驱动或混合驱动的车载工具，具有二个轮胎连结于一车架。从自行车问世以来，自行车经历持续连续不断的改良与进步。随着现代化材料的问世以及电脑辅助设计，自行车的革新仍旧持续。许多通勤或城市脚踏车(例如：美国或欧洲城市脚踏车)配备有15至21段外部齿轮模块，该外部齿轮模块包括需要较高成本且需复杂手续定期保养的链轮以及变速器。然而，当考虑未来环境技术时，许多缺点仍然存在于现行自行车的制造的过程中。有鉴于“越环保越好”的价值已成为全球潮流，许多崭新且富创意性的自行车制造法已被提出，以下将详述传统自行车制造法。

美国专利US 5,197,927披露一种齿轮变速系统，其中包括一个连接于后方多个飞轮以及一环形链轮群的链条、一前变速器及一后变速器。一旦前变速器或后变速器各自地被驱动，链条切换于环形链轮群的链轮之间，或者切换于后方多个飞轮之间。

在上述传统的齿轮变速系统中，链条或是变速器均未受自行车车架保护，如此将增加故障或是在一般气候下机械腐蚀的可能性。另外，由于复杂的安装方法以及定期保养困难，当变速器损坏时或是链条生锈或腐蚀后，传统的自行车即被丢弃。因为如此，全球的废弃物以及碳排放量于是增加，此结果将与环境保护的目的背道而驰。

对于传统自行车的轮胎，一个改良型的轮胎结构一直不断被期待，但到目前为止此领域的技术仍未满足此需求。许多轮胎，例如标准型的轮胎，通常包括一个中空的环状橡胶管，环绕于一金属或塑胶内框设置。环状橡胶管内通常填充有空气或惰性气体，当人们驾乘自行车时提供弹性和舒适性。依照道路品质的不同，此种充气轮胎很容易刺破或漏气，导致气体逸出环状橡胶管，使轮胎不适合继续使用。此外，如果轮胎被刺破，爆胎可能伤害骑乘者或是危害骑乘者的安全。

美国专利US6752187披露一种此领域通知的轮胎，其中一无内胎的轮胎包括一基座。基座具有一内表面可与轮幅元件结合、一相反的外表面可与此无内胎轮胎的轮圈结合、以及一体成形的侧壁自内表面的交点延伸至外表面的交点。尽管此结构特征解决了标准轮胎的问题，然而一旦无内胎轮胎变形后，很难将轮胎固定。并且，此种无内胎轮胎的制造成本相当昂贵。

因此，当考虑未来自行车工业的环保趋势时，在选择传统轮胎或无内胎轮胎之间时是一个两难的选择。根据统计，每年大约生产有10万吨天然橡胶以及12万吨合成橡胶，其中超过一半的数量是用于轮胎制造，且越来越多的数量用于制造其他产品。于是，发明一种新的对环境友善的轮胎制造方法或结构，以制造更耐用且可长期使用的轮胎已成为一个迫切的问题，如此才能克服目前的困境。

近日来，另一方面，由于电动自行车具有低环境污染，低碳排放的特点，近来越来越多的研究集中在电动自行车。然而，由于传统的电动自行车仍然需要利用电力驱动，因此一个笨重且需连接市电插座充电的马达必须配备于电动自行车上。

美国专利US5368122披露一种具有伞形齿轮的直流马达，且伞形齿轮包括一驱动装置以及一传动环，该直流马达设置于后方三脚支撑结构。传动环借由直流马达以及伞性齿轮而旋转。以及，美国专利US 6412800中，一种套件被披露，该套件设置于自行车的踏板轴的下方，且包括一电力马达、一控制器以及齿轮，已供给自行车动力。美国专利US6131683披露一种电动自行车，其中包括一应用轴向磁导通驱动的直流平板马达，其中该马达利用一控制电路、一踏板负载感测器、一踏板旋转速度感测器、一力矩感测器、一减速机构、一传动装置及齿轮等装置使车轮旋转。

在上述专利中，一个电动马达必须设置于一自行车的一车架上，且电动马达通过齿轮或传动装置耦合于一车轮，如此将导致高成本以及重量的增加。另外，虽然电动马达可设置于自行车的轮毂中，自行车的轮幅必须一个一个的重新固定于轮毂以重新结合，导致需要许多时间用以组装。因此，前述马达是笨重、续航力低且不便于通勤者、城市或是户外骑乘的用途。

于是，一个环保脚踏车的需求存在，此环保脚踏车克服此技术领域中传统传动系统固有的结构性问题。以及，另一个环保脚踏车的需求存在，此环保脚踏车必须克服此技术领域中电动马达的复杂问题。本发明的一目的在于克服一个或多个上述问题所产生的负面影响。

发明内容