CN105539707A - 具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机，包括电机、减速器、主轴外壳、主轴通过主轴支撑左、右侧轴承支撑在动力输出套上、动力输出套通过动力输出套支撑左、右侧轴承支撑在左、右侧端盖上，左、右侧端盖分别与主轴外壳固接，其特征是：所述主轴左侧固接有倒刹车触发机构，所述动力输出套外侧端固接有牙盘，其内侧通过主轴侧单向轴承支撑在主轴上。有益效果：与现有技术相比，本发明不影响三种骑行状态条件下同时具备倒刹车能力，能给消费者提供功能完整且骑行安全的中置电动自行车产品。

Description

具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机

技术领域

本发明属于中置电机，尤其涉及一种具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机。

背景技术

目前，中置电机电动自行车不仅作为交通代步工具，更作为运动娱乐工具深受广大骑行爱好者的青睐。中置电机安装于车架五通位置，因此具有自行车重心稳定、骑行安全感强、骑行感觉更接近普通自行车的优点。中置电机电动自行车动力源位于五通处，电动动力与人力动力共用一个动力传递路径，即电动力或人力通过牙盘及链条传递到后轮上。为了保障骑行安全，中置电机设计时必须满足如下关系。1、单纯人力骑行时，主轴带动牙盘传递动力且电机不动。2、单纯电动骑行时，电机带动牙盘传递动力且主轴不动，即只是牙盘转脚不动。3、助力骑行时，人力、电动力同步带动牙盘传递动力。

为了进一步简化自行车结构，对于普通自行车采用了倒刹车方案来简化结构。倒刹车是通过主轴带动牙盘向后旋转来实现的，普通自行车的主轴和牙盘是固接在一起的，因此在普通自行车上应用倒刹车功能非常简单。但是要在中置电动自行车上采用倒刹车功能，由于要满足单纯电动骑行时只允许牙盘向前旋转而主轴不允许旋转的条件，因此主轴相对于牙盘向后旋转时，必须是可以空转的，即主轴向前旋转时可带动牙盘旋转，主轴向后旋转时与牙盘打滑。由于以上因素制约了倒刹车在中置电动自行车上的应用。目前，在中置电机电动自行车中实现倒刹车功能，已应用在可以进行倒刹车的中置电机电动自行车中。专利申请CN204775786U公开了一种电动自行车倒蹬刹车机构的电机制动装置，包括安装在车架上的中轴(1)和设于中轴(1)上的链盘(2)，所述链盘(2)经链条与安装在车轮轮毂上的刹车机构相连，还包括驱动车轮旋转的电机；其特征在于：所述链盘(2)藉由链盘连接架(3)与中轴(1)相连，该链盘连接架(3)藉由中孔套置于中轴(1)上，所述中孔内壁上设有若干凹槽(3a)，而中轴(1)上一体设有与各凹槽(3a)对应的凸起(1a)，并且所述凸起(1a)可随中轴(1)正反转而在相应凹槽(3a)的两端壁(A、B)间活动；还包括暗箱(4)，所述暗箱(4)内设有发光体(5)、光感元件(6)及位于这两者间的遮光组件，所述遮光组件由相对布置且对应设有若干透光孔(7)或间隙的中轴遮光体(8)和链盘遮光体(9)构成，其中的中轴遮光体(8)与中轴(1)固定或一体设计，而链盘遮光体(9)与链盘连接架(3)固定或一体设计，所述发光体(5)和光感元件(6)电连接所述电机；当人前蹬自行车时，所述凸起(1a)与相应凹槽(3a)的第一端壁(A)相抵，使得中轴(1)驱使链盘连接架(3)带动链盘(2)同步正转；此时所述中轴遮光体(8)和链盘遮光体(9)上的透光孔(7)或间隙保持错位状态并遮挡发光体(5)发出的光线；当人后蹬自行车时，所述凸起(1a)从相应凹槽(3a)的第一端壁(A)活动至与第二端壁(B)相抵，使得中轴(1)相对链盘连接架(3)转动，并经过一定延时后再带动链盘连接架(3)反转；此过程中，所述中轴遮光体(8)和链盘遮光体(9)上的透光孔(7)或间隙为重叠状态，使得发光体(5)发出的光线能穿过并被光感元件(6)接收，进而发出信号制动电机。上述专利中主轴和牙盘之间通过具有一定间隙的花键来连接，虽然可以实现倒刹车功能，但是单纯电动骑行时主轴也会跟着牙盘旋转，这将给骑行带来非常大的安全隐患，只能放弃电动骑行功能或者带着安全隐患骑行。该项技术并不能推广应用。

电动自行车市场亟待开发一款既能满足上述三种骑行模式又能使用倒刹车功能且骑行安全的中置电机。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机，使电动自行车既能具有倒刹车功能，又能满足三种骑行模式。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机，包括电机、减速器、主轴外壳、主轴通过主轴支撑左、右侧轴承支撑在动力输出套上、动力输出套通过动力输出套支撑左、右侧轴承支撑在左、右侧端盖上，左、右侧端盖分别与主轴外壳固接，其特征是：所述主轴左侧固接有倒刹车触发机构，所述动力输出套外侧端固接有牙盘，其内侧通过主轴侧单向轴承支撑在主轴上。

所述动力输出套左侧端内圆周设有动力输出套棘齿，所述倒刹车触发机构包括千斤片支撑底座、摩擦盘、千斤片、摩擦片和复位弹簧，所述千斤片支撑底座，外圆周对称设有千斤片安装凹槽，千斤片支撑底座左侧端面对称设有摩擦盘限位凹槽，千斤片支撑底座外圆周上设有复位弹簧安装槽及复位弹簧定位槽，所述千斤片安装凹槽内置有千斤片，所述摩擦盘的摩擦盘桶状凸出部设有千斤片探出口，所述摩擦盘的内圆设有摩擦盘限位凸起，摩擦盘与左侧端盖之间设有摩擦片，所述摩擦片、摩擦盘、千斤片支撑底座及千斤片依次安装与动力输出套棘齿连接构成整体棘轮棘齿式倒刹车触发机构。

所述千斤片上设有复位弹簧槽。

所述复位弹簧形状呈环状开口型，开口处折弯出复位弹簧定位凸起。

所述倒刹车触发机构包括摩擦盘、滚柱和滚柱支撑底座，所述滚柱支撑底座外圆周设有若干滚柱接触面，所述滚柱接触面触接有滚柱，所述摩擦盘的摩擦盘桶状凸出部对应滚柱接触面设有滚柱探出口，所述摩擦盘、滚柱和滚柱支撑底座依次安装与动力输出套连接构成整体滚柱式倒刹车触发机构。

所述滚柱支撑底座外圆周均布2-12个滚柱接触面，所述摩擦盘的摩擦盘桶状凸出部上对应滚柱接触面设置滚柱探出口，且对应放置滚柱。

有益效果：与现有技术相比，本发明不影响三种骑行状态条件下同时具备倒刹车能力，能给消费者提供功能完整且骑行安全的中置电动自行车产品。

附图说明

图1是本发明的外观示意图；

图2是实施例1的纵向剖视图；(摘要附图)

图3是棘轮棘齿式倒刹车触发机构立体爆炸图；

图4-1是棘轮棘齿式倒刹车触发机构千斤片与棘齿脱钩状态示意图；

图4-2是棘轮棘齿式倒刹车触发机构千斤片与棘齿钩住状态示意图；

图5是本发明中置电机第二个实施例的纵向剖视图；

图6是滚柱式倒刹车触发机构立体爆炸图；

图7-1是滚柱式倒刹车触发机构顺时针方向驱动状态示意图；

图7-2是滚柱式倒刹车触发机构逆时针方向驱动状态示意图；

图7-3是滚柱式倒刹车触发机构12个滚柱结构示意图；

图8是棘轮棘齿式倒刹车触发机构在分体型中置电机中应用示意图；

图9是滚柱式倒刹车触发机构在分体型中置电机中应用示意图；

图中：1、电机，2、减速器，3、主轴外壳，4、主轴，5、动力输出套，5-1、动力输出套棘齿，6、牙盘，7、千斤片支撑底座，7-1、千斤片安装凹槽，7-2、复位弹簧安装槽，7-3、摩擦盘限位凹槽，7-4、复位弹簧定位槽，8、摩擦盘，8-1、摩擦盘桶状凸出部，8-2、千斤片探出口，8-3、摩擦盘限位凸起，8-4、滚柱探出口，9、摩擦片，10、电机侧单向轴承，11、减速器输出轴，12、主动齿轮，13、从动齿轮，14、左侧端盖，14-1、右侧端盖，15、动力输出套支撑左侧轴承，15-1、动力输出套支撑右侧轴承，16、主轴支撑左侧轴承，16-1、主轴支撑右侧轴承，17、主轴侧单向轴承，18、磁圈，19、速度传感器，20、千斤片，20-1、复位弹簧槽，21、复位弹簧，21-1、复位弹簧定位凸起，22、滚柱，23、滚柱支撑底座，23-1、滚柱接触面。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：

实施例1，详见附图1-3，与现有技术相比，本发明提供了一种具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机，包括电机1、减速器2、主轴外壳3、主轴4通过主轴支撑左、右侧轴承16、16-1支撑在动力输出套5上、动力输出套通过动力输出套支撑左、右侧轴承15、15-1支撑在左、右侧端盖14、14-1上，左、右侧端盖分别与主轴外壳固接，所述主轴左侧固接有倒刹车触发机构，所述动力输出套外侧端固接有牙盘6，动力输出套内侧通过主轴侧单向轴承17支撑在主轴上。所述动力输出套左侧端内圆周设有动力输出套棘齿5-1，所述倒刹车触发机构包括千斤片支撑底座7、摩擦盘8、千斤片20、摩擦片9和复位弹簧21，所述千斤片支撑底座外圆周对称设有千斤片安装凹槽7-1，千斤片支撑底座左侧端面对称设有摩擦盘限位凹槽7-3，千斤片支撑底座外圆周上设有复位弹簧安装槽7-2及复位弹簧定位槽7-4，所述千斤片安装凹槽内置有千斤片20，所述摩擦盘的摩擦盘桶状凸出部8-1设有千斤片探出口8-2，所述摩擦盘的内圆设有摩擦盘限位凸起8-3，摩擦盘与左侧端盖之间设有摩擦片9，所述摩擦片、摩擦盘、千斤片支撑底座及千斤片依次安装与动力输出套棘齿连接构成整体棘轮棘齿式倒刹车触发机构。所述千斤片上设有复位弹簧槽20-1。所述复位弹簧形状呈环状开口型，开口处折弯出复位弹簧定位凸起21-1。

工作过程

实施例1中，

1.单纯人力骑行时：

a.主轴→牙盘部分

向前脚蹬→主轴侧单向轴承(动力传递)→动力输出套→牙盘；

b.主轴→电机侧部分

动力输出套→从动齿轮→主动齿轮→减速器输出轴→电机侧单向轴承(打滑，无电机阻力轻松骑行)

c.倒刹车部分

如图4-1所示，主轴向前转动时，由于摩擦盘与摩擦片之间的摩擦，摩擦盘相对于主轴逆时针旋转一定角度，将千斤片压下，防止与动力输出套接触。摩擦盘逆时针转动到限位位置后，同主轴同步向前旋转，摩擦盘与摩擦片处于摩擦相对运动状态。动力输出套在主轴侧单向轴承的驱动下与主轴同步向前旋转。

d.启动倒刹车

如图4-2所示，主轴向后转动时，由于摩擦盘与摩擦片之间的摩擦，摩擦盘相对于主轴顺时针旋转一定角度，将千斤片释放出来，与动力输出套接触。主轴继续向后旋转，通过动力输出套及牙盘带动链条向后旋转，达到倒刹车目的。在上述过程中，当主轴开始向后旋转时，速度传感器感应到主轴的向后旋转，控制器将控制电机停止工作。

2.单纯电动骑行时：

a.主轴→牙盘部分

主轴保持静止状态→主轴侧单向轴承(打滑)；

b.电机→牙盘部分

电机动力→动力输出套→牙盘(通过链条驱动后轮)

c.倒刹车部分

单纯电动状态是在主轴向前转动一定角度后方可起动，因此此时千斤片状态如图4-1所示，压在摩擦盘桶状凸出部下，动力输出套无障碍向前旋转，主轴、摩擦盘处于静止状态。

d.启动倒刹车

同单纯人力骑行时启动倒刹车情况相同。

3.助力骑行时：

上述人力、电动两种情况同时工作。

实施例2，

详见附图5-6，本发明的又一优选方案是，所述倒刹车触发机构包括摩擦盘8、滚柱22和滚柱支撑底座23，所述滚柱支撑底座外圆周设有若干滚柱接触面，所述滚柱接触面23-1触接有滚柱，所述摩擦盘的摩擦盘桶状凸出部对应滚柱接触面设有滚柱探出口8-4，所述摩擦盘、滚柱和滚柱支撑底座依次安装与动力输出套连接构成整体滚柱式倒刹车触发机构。所述滚柱支撑底座外圆周均布2-12个滚柱接触面，所述摩擦盘的摩擦盘桶状凸出部上对应滚柱接触面设置滚柱探出口，且对应放置滚柱。

工作过程

实施例2中，所述滚柱支撑底座外圆周均布3个滚柱接触面，所述摩擦盘的摩擦盘桶状凸出部上对应滚柱接触面设置3个滚柱探出口，且对应放置3个滚柱。

1.单纯人力骑行时：

a.主轴→牙盘部分

如图7-1所示，主轴向前转动时，由于摩擦盘与摩擦片之间的摩擦，摩擦盘相对于主轴逆时针旋转一定角度，将滚柱向右推动压在滚柱接触面与动力输出套内表面之间，主轴通过滚柱将顺时针方向的动力传递到动力输出套及牙盘上，实现人力骑行。

b.主轴→电机侧部分

动力输出套→从动齿轮→主动齿轮→减速器输出轴→电机侧单向轴承(打滑，无电机阻力轻松骑行)

c.倒刹车部分

如图7-1所示，主轴向前转动时，由于摩擦盘与摩擦片之间的摩擦，摩擦盘相对于主轴逆时针旋转一定角度，滚柱向右滚动到滚柱接触面与动力输出套内表面之间后，同主轴同步向前旋转，摩擦盘与摩擦片处于摩擦相对运动状态。

d.启动倒刹车

如图7-2所示，主轴向后转动时，由于摩擦盘与摩擦片之间的摩擦，摩擦盘相对于主轴顺时针旋转一定角度，将滚柱向左推动压在滚柱接触面与动力输出套内表面之间，主轴通过滚柱将逆时针方向动力传递到动力输出套及牙盘上，实现倒刹车目的。在上述过程中，当主轴开始向后旋转时，速度传感器感应到主轴的向后旋转，控制器将控制电机停止工作。

2.单纯电动骑行时：

a.电机→牙盘部分

电机动力→动力输出套→牙盘(通过链条驱动后轮)

b.倒刹车部分

单纯电动状态是在主轴向前转动一定角度后方可起动，因此此时滚柱状态如图7-1所示，滚柱向右移动压在滚柱接触面与动力输出套内表面之间。动力输出套旋转方向为顺时针方向，因此动力输出套不能通过滚柱传递动力到主轴，即动力输出套无障碍向前旋转，主轴、摩擦盘处于静止状态。

c.启动倒刹车

同单纯人力骑行时启动倒刹车情况相同。

3.助力骑行时：

上述人力、电动两种情况同时工作。

详见附图7-3，滚柱式倒刹车触发机构中滚柱支撑底座外圆周均布12个滚柱接触面，所述摩擦盘的摩擦盘桶状凸出部上对应滚柱接触面设置12个滚柱探出口，且对应放置12个滚柱。

详见附图8，棘轮棘齿式倒刹车触发机构在分体型中置电机的安装结构。分体型中置电机的电机输出轴键接有主动齿轮12，主动齿轮与从动齿轮13啮合，从动齿轮通过电机侧单向轴承支撑在动力输出套5上动力输出套通过主轴侧单向轴承17支撑在主轴上，所述主轴右侧部分安装棘轮棘齿式倒刹车触发机构，主轴左端部分通过主轴支撑左侧轴承支撑在主轴外壳上，所述主轴外壳固接有左侧端盖，所述左侧端盖内置有磁圈18和速度传感器19。

详见附图9，滚柱式倒刹车触发机构在分体型中置电机的安装结构。

上述参照实施例对该一种具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机，包括电机、减速器、主轴外壳、主轴通过主轴支撑左、右侧轴承支撑在动力输出套上、动力输出套通过动力输出套支撑左、右侧轴承支撑在左、右侧端盖上，左、右侧端盖分别与主轴外壳固接，其特征是：所述主轴左侧固接有倒刹车触发机构，所述动力输出套外侧端固接有牙盘，其内侧通过主轴侧单向轴承支撑在主轴上。

2.根据权利要求1所述的具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机，其特征是：所述动力输出套左侧端内圆周设有动力输出套棘齿，所述倒刹车触发机构包括千斤片支撑底座、摩擦盘、千斤片、摩擦片和复位弹簧，所述千斤片支撑底座外圆周对称设有千斤片安装凹槽，千斤片支撑底座左侧端面对称设有摩擦盘限位凹槽，千斤片支撑底座外圆周上设有复位弹簧安装槽及复位弹簧定位槽，所述千斤片安装凹槽内置有千斤片，所述摩擦盘的摩擦盘桶状凸出部设有千斤片探出口，所述摩擦盘的内圆设有摩擦盘限位凸起，摩擦盘与左侧端盖之间设有摩擦片，所述摩擦片、摩擦盘、千斤片支撑底座及千斤片依次安装与动力输出套棘齿连接构成整体棘轮棘齿式倒刹车触发机构。

3.根据权利要求2所述的具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机，其特征是：所述千斤片上设有复位弹簧槽。

4.根据权利要求2或3所述的具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机，其特征是：所述复位弹簧形状呈环状开口型，开口处折弯出复位弹簧定位凸起。

5.根据权利要求1所述的具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机，其特征是：所述倒刹车触发机构包括摩擦盘、滚柱和滚柱支撑底座，所述滚柱支撑底座外圆周设有若干滚柱接触面，所述滚柱接触面触接有滚柱，所述摩擦盘的摩擦盘桶状凸出部对应滚柱接触面设有滚柱探出口，所述摩擦盘、滚柱和滚柱支撑底座依次安装与动力输出套连接构成整体滚柱式倒刹车触发机构。

6.根据权利要求5所述的具有倒刹车触发机构的电动自行车中置电机，其特征是：所述滚柱支撑底座外圆周均布2-12个滚柱接触面，所述摩擦盘的摩擦盘桶状凸出部上对应滚柱接触面设置滚柱探出口，且对应放置滚柱。