CN103661760A

CN103661760A - 电动自行车的驱动结构

Info

Publication number: CN103661760A
Application number: CN201210548378.6A
Authority: CN
Inventors: 金一龙
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-03-26
Also published as: KR20140038055A; US20140080652A1; EP2711286A1; EP2711286B1; US9174533B2

Abstract

本发明公开了一种用于电动自行车的马达结构，其包括：马达，该马达具有转子和定子从而产生旋转力进而驱动电动自行车的车轮，该转子具有在其中心形成的容纳空间；第一减速器单元，其设置在容纳空间中并连接至与转子一起旋转的旋转轴上；第二减速器单元，其连接至所述第一减速器单元并设置在所述马达外部；以及容纳所述马达和第二减速器单元的马达壳体。

Description

电动自行车的驱动结构

技术领域

本发明的实施例涉及一种用于电动自行车的马达结构，以及更加具体地，涉及一种用于具有减小体积的电动自行车的马达结构。

背景技术

通常，自行车是一种用于短距离的交通工具，并且广泛用于增强健康或作为一种爱好。

在近些年，具有马达的电动自行车已经发展成通过马达的驱动力而被驱动从而长距离行驶，或者减少身体疲惫。

当马达结构被安装在电动自行车的前车轮或后车轮（以下，称为统称为车轮）上时，利用安装在电动自行车上提供驱动力的马达结构来旋转车轮，由此能够使电动自行车行驶。通常，马达结构由马达，降低马达旋转功率的减速器单元，以及将来自减速器单元的旋转功率输出传输至车轮的功率传输单元构成。

然而，这种马达结构需要具有马达，减速器单元和功率传输单元，这使得部件装配过程不方便同时使结构复杂化。此外，增加了体积，因此降低了空间效率和美学质量。

发明内容

因此，本发明的一个方面提供一种用于具有减小体积的电动自行车的马达结构，该马达结构能够利用简单的结构将旋转力传输至车轮。

在随后的说明书中部分地提出了本发明的另外方面，这些另外方面从说明书是显而易见的，或者通过实施本发明而获得。

根据本发明的一个方面，电动自行车的马达结构包括：马达、第一减速器单元、第二减速器单元和马达壳体。马达配置有转子和定子，从而产生驱动电动自行车车轮的旋转力，转子在其中心处具有容纳空间。第一减速器单元可以设置在容纳空间中并且连接至与转子一起旋转的旋转轴。第二减速器单元可以连接至第一减速器单元并设置在马达外部。马达壳体被构造成容纳马达和第二减速器单元。

第一减速器单元可以包括：第一恒星齿轮，多个第一行星齿轮，第一承载架（first carrier）以及第一环形齿轮（first ring gear）。第一恒星齿轮可以安装在旋转轴上。多个第一行星齿轮围绕第一恒星齿轮设置并与第一恒星齿轮啮合。第一承载架可以连接至多个第一行星齿轮中的每一个的第一中心轴上从而输出旋转力。第一环形齿轮被固定同时外接在多个第一行星齿轮的外围上。

第二减速器单元包括：第二恒星齿轮、多个第二行星齿轮、第二承载架以及第二环形齿轮。第二恒星齿轮可安装在第一承载架上。多个第二行星齿轮围绕第二恒星齿轮设置同时与第二恒星齿轮啮合。第二承载架连接至多个第二行星齿轮中的每一个的第二中心轴上。提供第二环形齿轮并外接在多个第二行星齿轮的外围上，从而输出减速旋转力。

第二环形齿轮可以固定至马达壳体。

马达壳体可安装在车轮上，并被构造成当由马达产生的驱动力从第二环形齿轮输出时与车轮一起旋转。

第二中心轴的一端旋转地连接至马达且另一端连接至第二承载架，以使第二行星齿轮在第二中心轴上旋转。

单向离合器可以安装在旋转轴或第一承载架上，从而允许一个方向的旋转。

第二承载架的端部部分可以由马达壳体可旋转地支撑。

在第二承载架和马达壳体之间提供轴承（bearing）。

马达结构可以进一步包括：安装在马达壳体上的马达盖，从而关闭容纳马达的马达壳体的开口侧。

马达结构可以进一步包括：固定单元，该固定单元连接至马达并固定至电动自行车车架同时穿过马达盖，从而阻止定子旋转。

如上所述，降低马达旋转力的减速器单元设置在转子内部，因此相比于传统马达结构而提供了紧凑结构。

此外，具有降低速度的旋转力的马达输出直接被传输至马达壳体从而旋转马达壳体，并且因为马达壳体安装在车轮上，驱动车轮的结构被简化了，由此提高了马达结构的装配效率。

附图说明

结合附图，本发明的这些和/或其他方面从实施例的下述说明中会显而易见并更容易理解，其中：

图1是阐释根据本发明一个实施例的电动自行车的透视图；

图2是图1的平面图；

图3是图1的侧视图；

图4是阐释根据本发明一个实施例的电动自行车马达结构的分解透视图。

图5是图4的装配透视图。

具体实施方式

现在详细参考本发明的实施例，在附图中阐释了这些实施例的示例，其中，自始至终，相同元件具有相同参考数字。

本发明的特征在于一种用于电动自行车的马达结构。在说明本发明的特征之前，会简单描述本发明所采用的电动自行车。

图1是阐释根据本发明一个实施例的电动自行车的透视图，图2是图1的平面图，图3是图1的侧视图。

参考图1至图3，根据本发明实施例的电动自行车包括：配备有前车轮10和把手部分20的前车架100，配备有脚踏30和车座40的中间车架200，以及配备有后车轮50的后车架300。前车架100、中间车架200和后车架300彼此连接，从而在中间车架200的铰链连接部分400上被旋转。

前车架100提供为具有内部空间的杆的形式。在前车架100的一端提供车把管110，且中间车架200可旋转地连接至前车架100的另一端。车把管110以中空形式提供，以使车把竖管21可旋转地连接至车把管110。车把竖管21在车把管110下侧处配备有前车轮固定车架22，在车把管110上侧配备有车把固定架23。以下述方式提供前车轮固定架22，即通过从中心部分地将车把竖管21弯曲至横向侧使得前车轮10与后车轮50设置在同一线（图2的“A”）上。车把固定架23支撑车把杆24的中心，车把杆24以杆的形式提供。车把杆24的每个端部部分配备有握把25和用于制动前车轮10和后车轮50的刹车握把26。显示装置27可拆卸地安装在车把杆24的一侧，从而显示电动自行车的信息，例如速度变化或电动自行车电池，以及控制杆28安装在车把杆24另一侧用于速度变化。

中间车架200具有内部空间并以杆的形式提供。在中间车架200的一端部提供脚踏30，并且前车架100和后车架300可旋转地连接至中间车架200的另一端。提供一对脚踏30使得在脚踏连接部分210上被旋转，脚踏连接部分210设置在中间车架200上。在脚踏连接部分210的内侧提供发电机（未显示），从而将脚踏30的旋转功率转换成电能，且该电能为电性连接至发电机的电池60充电。在中间车架200的内部空间，提供引擎控制单元（ECU）用于发电机和其他电子部件之间的电连接和控制。

此外，中间车架200包括车座车架220，车座40安装在车座车架220上。车座车架220在其后侧配备有座管42，车座40安装在座管42上。车座杆（未显示）连接至座管42上从而调节车座40的高度。

后车架300具有内部空间并提供为以杆的形式。后车轮50可旋转地安装在后车架300的一端，并且中间车架200可旋转地安装在后车架300的另一端。

在后车架300的内部空间，提供电池60和电池管理系统（未显示），其电连接至设置在中间车架200上的ECU 70。安装在后车架300上的马达设置在后车轮50上。马达（未显示）容纳在安装在后车轮50上的马达壳体530中，并被构造成根据ECU 70的控制通过接收来自电池60的驱动力而旋转后车轮50。

如上所述，前车架100，中间车架200和后车架300提供为可折叠结构，这使得前车架100和后车架300可通过铰链连接部分400在中间车架200上被旋转。

下文中，会详细描述根据本发明的用于电动自行车的马达结构。在附图中，阐释马达结构被安装在后车轮50上用于驱动车轮。然而，本发明不限于此，马达结构可以安装在前车轮10上。下述说明以马达结构提供在后车轮上的关系而描述。

图4是阐释根据本发明一个实施例的电动自行车的马达结构的分解透视图，以及图5是图4的装配透视图。

参考图4和图5，马达结构包括：马达500，马达配备有转子501和定子506，从而产生旋转力进而驱动车轮50；以及马达壳体530，用于容纳第一减速器单元510和第二减速器单元530，从而降低马达500的旋转力以及马达速度。马达壳体530安装在车轮50上，从而通过由马达500产生的驱动力与车轮50一起被旋转。

马达500包括通过螺栓507彼此装配在一起的前侧壳体508和后侧壳体509，且转子501和定子506设置在由彼此装配在一起的前侧壳体508和后侧壳体509之间形成的内部空间中。

转子501提供为环形形状，并具有多个安装在其上的磁体502，多个磁体502沿着转子501的外圆周表面彼此间隔开。此外，转子501在其中心处具有预定容纳空间503，稍后描述的第一减速器510设置在该预定容纳空间503中。此外，与转子501一起旋转的旋转轴504设置在转子501的两侧中的一侧处。旋转轴504用作输入轴，从而传递由转子501产生的旋转力。如附图中所示，旋转轴504设置在转子501面向前侧壳体508的一侧处，并且轴承505安装在旋转轴504上从而通过前侧壳体508可旋转地被支撑。因此，旋转轴504容易地与转子501一起旋转。

形成的定子506围绕转子501，同时与转子501间隔开预定间隔。定子506具有缠绕在其上的线圈（未显示），并安装在后侧壳体509的内圆周表面处。如果功率施加至线圈，吸力和斥力在磁体502和线圈之间相互作用，由此旋转转子501。

同时，固定单元550安装在前侧壳体508的前表面上，从而将马达500固定至后车架（图1中的300）。固定单元550安装在后车架300上同时穿过马达盖535，该马达盖被连接从而关闭马达壳体530的开口侧。详细地，固定单元550包括：安装在前侧壳体508上的轴553；以及栓接至后车架300同时被安装在轴552上的贴片部（mounter）554。如果马达500通过固定单元550固定至后车架300，那么连接至前侧壳体508的后侧壳体509以及安装在后侧壳体509内圆周表面上的定子505被固定同时被限制旋转。因此，如果功率施加至线圈，只有转子501旋转。

第一减速器单元510用来降低转子501的旋转力。如上所述，第一减速器单元510设置在转子501的容纳空间503中。详细地，第一减速器单元510包括：安装在旋转轴504上的第一恒星齿轮511；多个第一行星齿轮512，其被设置围绕第一恒星齿轮511同时与第一恒星齿轮511啮合；连接至第一中心轴512a的第一承载架513，第一中心轴512a安装在多个第一行星齿轮512中的每一个的中心处，从而输出旋转力；以及第一环形齿轮514，该第一环形齿轮514固定至后侧壳体509同时外接在多个第一行星齿轮512的外围上。

在具有行星齿轮组件结构的第一减速器单元510的情况中，当连接至旋转轴504的第一恒星齿轮511通过转子501的旋转力而被旋转时，旋转力被传递至第一行星齿轮512。第一行星齿轮512通过第一行星齿轮512的外圆周表面被固定至其上的第一环形齿轮514而旋转。因此，连接至每个第一行星齿轮512的第一中心轴512a的第一承载架513与第一行星齿轮512的旋转一起而被旋转，因此输出降低的旋转力。

第一承载架513配备有连接至第一中心轴512a的第一凸缘部分513a，且第一轴部分513b形成在第一凸缘部分513a中心处。在这种情况中，第一轴部分513b与旋转轴504共线设置，从而穿过后侧壳体509，由此突出至马达500的外侧。此外，第一轴部分513b的端部部分支撑抵靠在马达壳体530上，从而通过轴承515和525与第二承载架523一起被旋转，稍后描述第二承载架523。

第二减速器单元520包括：安装在第一轴部分513b上的第二恒星齿轮521；多个第二行星齿轮522，其围绕第二恒星齿轮521设置同时与第二恒星齿轮521啮合；连接至第二中心轴522a的第二承载架523，该第二中心轴522a安装在多个第二行星齿轮522中的每一个的中心处；以及第二环形齿轮524，第二环形齿轮524外接在多个第二行星齿轮522的外围上。第二环形齿轮524被构造成输出通过第二减速器单元520降低的旋转功率。

这种第二减速器单元520具有行星齿轮组件结构并配置在马达500和马达壳体530之间。安装在每个第二行星齿轮522中心处的第二中心轴522a被插入球轴承522b，从而被设置在第二行星齿轮522的中心中。此外，第二中心轴522a的一侧连接至后侧壳体509，并且第二中心轴522a的另一侧连接至第二承载架523。第二行星齿轮522通过第二恒星齿轮521的旋转力而被旋转。

第二环形齿轮524连接至马达壳体530。也就是，如附图中所示，第二环形齿轮524的直径对应于马达壳体530内部直径，并安装在马达壳体530的内部圆周表面上。

在第二减速器单元520的情况中，旋转力通过第二恒星齿轮521被传递至第二行星齿轮522，其中第二恒星齿轮521与第一轴部分513b一起旋转，并且因此第二行星齿轮512被旋转同时通过第二行星齿轮522的中心轴522a被支撑。因此，外接在第二行星齿轮522上的第二环形齿轮524通过第二行星齿轮522的旋转与马达壳体530一起旋转，且因此输出降低的旋转力。因此，连接至马达壳体530的车轮（后车轮：50）被旋转，由此使电动自行车行驶。

同时，第二承载架523配备有连接至第二中心轴522a的第二凸缘部分523a，且在第二凸缘部分523a的中心处形成的第二轴部分523b。在这种情况中，第二轴部分523b与旋转轴504和第一轴部分513b共线设置，并且通过后侧壳体530而被支撑。如上所述，因为轴承525安装在第二轴部分523b上同时设置在第二轴部分523b和马达壳体530之间，所以与第二环形齿轮524一起旋转的马达壳体530的旋转力不会影响第二轴部分523b。

此外，根据本发明的马达结构进一步配备有允许在一个方向上旋转的单向离合器540。单向离合器540设置在第一轴部分513b和第二恒星齿轮521之间。单向离合器540是仅允许在一个方向上旋转的连接构件。如果第一轴部分513b在单向离合器540允许的方向上旋转，那么第一轴部分513b的旋转被传递至第二恒星齿轮521并且因此第二恒星齿轮521被旋转。操作单向离合器540同时通过根据驱动电动自行车而产生的旋转力旋转车轮50。如果车轮50的旋转力大于马达500的旋转力，也就是，如果在下坡处产生了超过从马达500传递的旋转力的较大旋转力，那么单向离合器540阻止车轮50的旋转力被传递至马达500。尽管单向离合器540被阐释为安装在输出旋转力的第一承载架513上，该旋转力通过第一减速器单元510被降低，但是本发明不限于此。可选择地，单向离合器53可以安装在旋转轴504上，旋转轴504用作传递马达500的旋转力的输入轴。

如上所述，根据本发明的马达结构具有设置在马达501内部的第一减速器单元510，以使当与传统马达比较时，该马达500具有紧凑尺寸。此外，从固定至马达壳体530的第二环形齿轮524输出旋转力，并且第二环形齿轮524与连接至马达壳体530的车轮50一起旋转。因此，不需要将降低的旋转力传递至车轮的功率传输单元，并且因此提供了电动自行车的简化结构。

尽管已经显示和描述了本发明的一些实施例，但是本领域技术人员会理解在不偏离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行修改，本发明的范围由权利要求和其等同物限定。

Claims

1.一种电动自行车的马达结构，所述马达结构包括：

马达，所述马达配备有转子和定子从而产生旋转力进而驱动所述电动自行车的车轮，所述转子具有在其中心处形成的容纳空间；

第一减速器单元，其设置在所述容纳空间中并连接至与所述转子一起旋转的旋转轴；

第二减速器单元，其连接至所述第一减速器单元并设置在所述马达外部；以及

马达壳体，其容纳所述马达和所述第二减速器单元。

2.如权利要求1所述的马达结构，其中，所述第一减速器单元包括：

安装在所述旋转轴上的第一恒星齿轮；

多个第一行星齿轮，其围绕所述第一恒星齿轮设置同时与所述第一恒星齿轮啮合；

第一承载架，其连接至所述多个第一行星齿轮中的每一个的第一中心轴从而输出旋转力；以及

第一环形齿轮，其被固定同时外接在所述多个第一行星齿轮的外围上。

3.如权利要求2所述的马达结构，其中，所述第二减速器单元包括:

安装在所述第一承载架上的第二恒星齿轮；

多个第二行星齿轮，其围绕所述第二恒星齿轮设置同时与所述第二恒星齿轮啮合；

第二承载架，其连接至所述多个第二行星齿轮中的每一个的第二中心轴；以及

第二环形齿轮，其被设置同时外接在所述多个第二行星齿轮的外围上从而输出降低的旋转力。

4.如权利要求3所述的马达结构，其中，所述第二环形齿轮被固定至所述马达壳体。

5.如权利要求4所述的马达结构，其中，所述马达壳体安装在所述车轮上并被构造成当由所述马达产生的驱动力被从所述第二环形齿轮输出时与所述车轮一起旋转。

6.如权利要求3所述的马达结构，其中，所述第二中心轴一端可旋转地连接至所述马达，且另一端连接至所述第二承载架，使得第二行星齿轮在所述第二中心轴上旋转。

7.如权利要求2所述的马达结构，其中，单向离合器安装在旋转轴或第一承载架上从而允许一个方向的旋转。

8.如权利要求3所述的马达结构，其中，所述第二承载架的端部部分通过马达壳体可旋转地被支撑。

9.如权利要求8所述的马达结构，其中，在所述第二承载架和所述马达壳体之间提供轴承。

10.如权利要求5所述的马达结构，其中，进一步包括马达盖，所述马达盖安装在所述马达壳体上从而关闭容纳所述马达的所述马达壳体的开口侧。

11.如权利要求10所述的马达结构，其中，进一步包括固定单元，所述固定单元连接至所述马达并固定至所述电动自行车的车架上同时穿过马达盖从而阻止所述定子旋转。