CN106904240A - 同轴中置电机驱动离合总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种同轴中置电机驱动离合总成，包括外壳以及设置所述外壳内的主轴、电机、驱动盘及离合器，所述离合器包括输出外套以及同轴地设置于所述输出外套内的第一顺向锁定离合器及第二顺向锁定离合器，所述电机的输出端与所述驱动盘的输入端连接，所述驱动盘与所述主轴同轴地套接，所述驱动盘的输出端与所述第一顺向锁定离合器连接，所述主轴与所述第二顺向锁定离合器连接，所述输出外套连接驱动轮。本发明能为自行车单独或同时提供电驱动及脚踏驱动两种动力，结构简单，体积小，使用简单方便。

Description

同轴中置电机驱动离合总成

技术领域

本发明涉及一种离合总成，尤其涉及一种同轴中置电机驱动离合总成。

背景技术

当今中国社会，农村人的出行方式普遍以自行车为主，而城市出行方式主要以私家车或公共交通工具，但是随着道路拥堵问题越来越严重，城市中很多人开始转向自行车的出行方式，且自行车的休闲出行方式也普遍受到广大的青年的喜爱，因此，自行车在当今仍占有率仍然很高。而为了使出行更加舒适方便快捷，将自行车改进成电动自行车已成为一种趋势。

电动自行车是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具。现有的电动自行车虽然可以实现电动或脚踏驱动的方式，但是，其所增加的电机等部件只是简单地安装于自行车上，使得自行车的结构变得更复杂，体积更大，既不美观又不利于使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能为自行车提供电驱动或脚踏驱动两种动力，结构简单，体积小的同轴中置电机驱动离合总成。

为了实现上述目的，本发明提供的同轴中置电机驱动离合总成包括外壳以及设置所述外壳内的主轴、电机、驱动盘及离合器，所述离合器包括输出外套以及同轴地设置于所述输出外套内的第一顺向锁定离合器及第二顺向锁定离合器，所述电机的输出端与所述驱动盘的输入端连接，所述驱动盘与所述主轴同轴地套接，所述驱动盘的输出端与所述第一顺向锁定离合器连接，所述主轴与所述第二顺向锁定离合器连接，所述输出外套连接驱动轮。

与现有技术相比，由于本发明通过在所述外套内同轴地设置第一顺向锁定离合器及第二顺向锁定离合器，使所述主轴与所述第二顺向锁定离合器连接，又使所述电机的输出端通过所述驱动盘与所述第一顺向锁定离合器连接，从而使所述驱动盘与所述主轴同轴地套接，因此，整个离合总成形成了电机与主轴同轴中置的结构，有效简化了离合总成的结构，进而极大地减少了离合总成的体积；并且，由于采用于两个顺向锁定离合器，顺向锁定离合器可对主轴的其中一个转动方向锁止实现动力的传递，而对另一个转动方向则释放，因此，单独使用电机驱动及脚踏驱动的任一种方式均对另一种方式不产生影响，也可以同时使用两种驱动方式，从而能为自行车提供电驱动及脚踏驱动两种动力，使用十分方便。

较佳地，所述主轴的外壁向外延伸出隔离带，所述隔离带的左侧设有用于安装所述电机的定子的左安装面，所述隔离带的右侧设有用于安装所述电机的转子及驱动盘的右安装面。所述隔离带可以隔离所述定子及转子，并且可以对所述定子、转子及驱动盘起到轴向定位的作用。

具体地，所述主轴上还设有可与助力模拟传感器配合的花键，以检测所述主轴的转动次数，所述花键位于所述左安装面的左侧。

具体地，所述主轴上还设有用于安装连接于所述第二顺向锁定离合器与所述主轴之间的人力驱动方心轴的方心轴安装面。所述方心轴安装面可以对所述人力驱动方心轴进行周向定位，从而使安装更加简单方便。

具体地，所述主轴的两端的侧壁分别设有用于安装曲柄的曲柄安装面。所述曲柄安装面可以对所述曲柄进行周向定位，从而使安装更加简单方便。

具体地，所述主轴的两端的端面分别设有螺丝孔，所述螺丝孔与螺丝连接以固定曲柄。

较佳地，所述同轴中置电机驱动离合总成还包括平衡盖，所述平衡盖设于所述输出外套的外侧，所述平衡盖的中央设有供所述主轴通过的通孔，所述平衡盖围绕所述通孔的四周分别设有供紧固螺丝穿过并连接所述输出外套的紧固螺丝孔。设置所述平衡盖既可以对所述离合器的外侧进行遮挡，避免水份进入离合器内，又可平衡人力驱动的同心度，进而平衡电力与人力驱动的稳定性。

具体地，所述平衡盖围绕所述通孔的四周分别设有供拆卸螺丝穿过并抵顶所述输出外套的拆卸螺丝孔。设置所述拆卸螺丝孔及拆卸螺丝，当需要拆卸所述平衡盖时，只需要拧动所述拆卸螺丝，使其顶推所述输出外套，从而可以使所述平衡盖与所述输出外套相互分离，达到快速拆卸的目的，使安装及拆卸方便。

较佳地，所述外壳具有右端盖，所述右端盖的中央设有容置所述输出外套的通孔，所述右端盖的内部设有第一安装槽，所述第一安装槽用于容置所述右端盖与输出外套之间的轴承；所述右端盖的外侧围绕所述通孔的周围设有供固定螺丝连接的螺丝孔。

较佳地，所述驱动盘包括太阳齿轮、行星架、电力驱动盘及多个行星齿轮，所述行星架固定于所述外壳内，所述太阳齿轮与所述电机的输出端连接，所述行星齿轮枢接于所述电力驱动盘上，各个所述行星齿轮分别与所述行星架及太阳齿轮啮合，所述电力驱动盘具有空心输出轴，所述空心输出轴与所述第一顺向锁定离合器连接。通过将电机的输出端与太阳齿轮连接，所述太阳齿轮的扭矩再通过行星齿轮传到所述电力驱动盘上，由于所述行星齿轮到所述电力驱动盘的中心轴的距离大于所述太阳齿轮的半径，因此，通过所述行星齿轮带动所述电力驱动盘可以增大所述驱动盘的输出扭矩，使离合总成输出的驱动力更大。

附图说明

图1是本发明同轴中置电机驱动离合总成的剖面结构图。

图2是本发明同轴中置电机驱动离合总成的主轴的结构图。

图3是本发明同轴中置电机驱动离合总成的平衡盖外侧面的结构图。

图4是本发明同轴中置电机驱动离合总成的平衡盖剖视图。

图5是本发明同轴中置电机驱动离合总成的右端盖外侧面的结构图。

图6是本发明同轴中置电机驱动离合总成的右端盖剖视图。

图7是本发明同轴中置电机驱动离合总成的驱动盘的结构图。

图8是本发明同轴中置电机驱动离合总成的驱动盘的分解图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本发明同轴中置电机驱动离合总成100适用于电动自行车上，为自行车提助电驱动力同时提供踏踩助力，其包括外壳1以及设置所述外壳1内的主轴2、电机3、驱动盘4及离合器5，所述离合器5包括输出外套51以及同轴地设置于所述输出外套51内的第一顺向锁定离合器52及第二顺向锁定离合器53，所述第一顺向锁定离合器52及第二顺向锁定离合器53是一种主轴2顺向转动时对主轴2锁止，在主轴2反向转动时对主轴2释放的离合器；所述电机3的输出端与所述驱动盘4的输入端连接，所述驱动盘4与所述主轴2同轴地套接，所述驱动盘4的输出端与所述第一顺向锁定离合器52连接，所述主轴2与所述第二顺向锁定离合器53连接，所述输出外套51连接驱动轮200。具体地，如下：

请参阅图2，所述主轴2的外壁向外延伸出隔离带21，所述隔离带21的左侧设有用于安装所述电机3的定子31的左安装面22，所述隔离带21的右侧设有用于安装所述电机3的转子32及驱动盘4的右安装面23。所述隔离带21可以隔离所述定子31及转子32，并且可以对所述定子31、转子32及驱动盘4起到轴向定位的作用。所述主轴2上还设有可与助力模拟传感器配合的花键24，所述助力模拟传感器与电动自行车上的控制系统电连接，以检测所述主轴2的转动，并通过控制系统控制电机的转速及输出功率，所述花键24位于所述左安装面22的左侧。所述花键24沿所述主轴2的中心轴周向均匀分布；将所述花键24周向均匀分布可以有效平衡所述主轴2，使所述主轴2转动更稳定。所述主轴2上还设有用于安装连接于所述第二顺向锁定离合器53与所述主轴2之间的人力驱动方心轴的方心轴安装面25；所述人力驱动方心轴的内环通过所述方心轴安装面25固定地套于所述主轴2外，内环套于所述第二顺向锁定离合器53内，当所述主轴2正转时所述第二顺向锁定离合器53锁止所述人力驱动方心轴，当所述主轴2反转时所述第二顺向锁定离合器53释放所述人力驱动方心轴。所述方心轴安装面25可以对所述人力驱动方心轴进行周向定位，从而使安装更加简单方便。所述主轴2的两端的侧壁分别设有用于安装曲柄300的曲柄安装面26。所述曲柄安装面26可以对所述曲柄300进行周向定位，从而使安装更加简单方便；所述曲柄300连接自行车的脚踏。所述主轴2的两端的端面分别设有螺丝孔27，所述螺丝孔27与螺丝连接以固定曲柄300。所述螺丝与所述曲柄300之间设有防水密封圈28，所述螺丝可以将所述防水密封圈28压于所述曲柄300之间，防止水份进入离合总成的内部。

请参阅图3及图4，所述同轴中置电机驱动离合总成100还包括平衡盖6，所述平衡盖6设于所述输出外套51的外侧，所述平衡盖6的中央设有供所述主轴2通过的通孔61，所述平衡盖6与所述主轴2之间通过第一轴承101安装，所述平衡盖6围绕所述通孔61的四周分别设有供紧固螺丝穿过并连接所述输出外套51的紧固螺丝孔62。设置所述平衡盖6既可以对所述离合器5的外侧进行遮挡，避免水份进入离合器5内，又可平衡人力驱动的同心度，进而平衡电力与人力驱动的稳定性。所述平衡盖6围绕所述通孔61的四周分别设有供拆卸螺丝穿过并抵顶所述输出外套51的拆卸螺丝孔63。设置所述拆卸螺丝孔63及拆卸螺丝，当需要拆卸所述平衡盖6时，只需要拧动所述拆卸螺丝，使其顶推所述输出外套51，从而可以使所述平衡盖6与所述输出外套51相互分离，达到快速拆卸的目的，使安装及拆卸方便。所述平衡盖6的外侧呈凸台结构64，所述凸台结构64用于配合曲柄300，所述平衡盖6的内侧呈对应的下沉结构65，所述下沉结构65用于配合所述输出外套51。

请参阅图5及图6，所述外壳1具有右端盖11，所述右端盖11的中央设有容置所述输出外套51的通孔11d，所述右端盖11与所述输出外套51之间通过第二轴承102安装，所述右端盖11的内部设有第一安装槽，所述第一安装槽用于容置所述第二轴承102；所述右端盖11的外侧围绕所述通孔11d的周围设有供固定螺丝连接的螺丝孔11a。所述右端盖11的内侧的边缘设有台阶配合面11b，所述台阶配合面11b与所述外壳1的壳体12配合，所述螺丝孔11a设置于与所述台阶配合面11b相对的所述右端盖11的外侧。所述右端盖11的内部设有第二安装槽11c，所述第二安装槽11c为环形的阶梯槽，用于容置所述驱动盘4。所述右端盖11上还设有安装力矩传感器的工作面(图中未示)。

请参阅图7及图8，所述驱动盘4包括太阳齿轮41、行星架42、电力驱动盘43及多个行星齿轮44，本发明行星齿轮44的数量为三个，所述行星架42固定于所述外壳1内，所述太阳轮与所述行星架42同轴设置，所述太阳齿轮41与所述电机3的输出端连接，所述太阳齿轮41套于所述主轴2外但不与所述主轴2连接，所述行星齿轮44枢接于所述电力驱动盘43上，各个所述行星齿轮44分别与所述行星架42及太阳齿轮41啮合，所述电力驱动盘43具有空心输出轴43a，所述空心输出轴43a具有驱动面及油槽，所述空心输出轴43a与所述第一顺向锁定离合器52连接，以使所述空心输出轴43a的驱动面与第一顺向锁定离合器52连接；所述油槽可以容纳润滑油，保证所述空心输出轴43a与所述第一顺向锁定离合器52在放松时可以发生相对滑动。通过将电机3的输出端与太阳齿轮41连接，所述太阳齿轮41的扭矩再通过行星齿轮44传到所述电力驱动盘43上，由于所述行星齿轮44到所述电力驱动盘43的中心轴的距离大于所述电机的输出端的半径，即驱动盘的输出力臂在行星齿轮的圆心上，因此，通过所述行星齿轮44带动所述电力驱动盘43可以增大所述驱动盘4的输出扭矩，使离合总成输出的驱动力更大。所述电力驱动盘43的空心输出轴43a沿轴向开设有轴孔43b，所述轴孔43b套接所述主轴2但不与所述主轴2固定，所述主轴2仍能相对所述轴孔43b转动，这样便可以使所述驱动盘4能与所述主轴2实现同轴设置。

再请参阅图1，所述电机3包括定子31及转子32，所述定子31为线圈绕组，所述转子32为磁铁模组，所述定子31套于所述主轴2上并与所述外壳1向内延伸的左端盖13固定，所述左端盖13与所述主轴2之间通过第三轴承103安装，所述转子32通过两个第四轴承104套于所述主轴2上，所述转子32与所述太阳齿轮41同轴地固定连接。

综合上述，下面对本发明同轴中置电机驱动离合总成100的工作原理进行详细描述，如下：

当使用电机3驱动时，通过对所述线圈绕组通电，进而使所述定子31与所述转子32之间产生力矩，从而驱动转子32转动，所述转子32带动所述太阳齿轮41转动，所述太阳齿轮41同时驱动三个所述行星齿轮44，所述行星齿轮44自转并且围绕所述太阳齿轮41公转。所述行星齿轮44公转时带动所述电力驱动盘43自转，所述电力驱动盘43正转，这时所述第一顺向锁定离合器52锁止所述电力驱动盘43的空心输出轴43a，从而所述第一顺向锁定离合器52、第二顺向锁定离合器53及所述输出外套51随所述电力驱动盘43一起正转，所述输出外套51带动驱动轮200转动而实现动力的输出；而由于此时所述第二顺向锁定离合器53与所述主轴2呈相对的反转，此时所述第二顺向锁定离合器53是释放所述主轴2的，因此，所述主轴2不转动，所述同轴中置电机驱动离合总成100由电动输出动力。

当使用脚踏驱动时，通过脚踏驱动曲柄300转动，所述曲柄300带动所述主轴2正转，这时，所述第二顺向锁定离合器53对所述主轴2锁止，使得所述第二顺向锁定离合器53、第一顺向锁定离合器52及输出外套51随所述主轴2一起转，所述输出外套51带动驱动轮200转动而实现动力的输出；而由于此时所述第一顺向锁定离合器52与所述电力驱动盘43的空心输出轴43a呈相对的反转，此时所述第二顺向锁定离合器53是释放所述电力驱动盘43的空心输出轴43a的，因此，所述电力驱动盘43的空心输出轴43a不转动，所述同轴中置电机驱动离合总成100由脚踏输出动力。

本发明所述同轴中置电机驱动离合总成100可以单纯使用其中一种动力驱动，也可以同时由电动或脚踏驱动，同时驱动时各部件的工作原理与上述基本相同，但是，同时驱动时，所述助力模拟传感器会检测主轴2的力矩，并通过控制系统控制电机3的转速及输出功率，使主轴2力矩与电机3的输出力矩成正比关系，以达到力矩倍增效果，使用十分方便。

与现有技术相比，由于本发明通过在所述外套内同轴地设置第一顺向锁定离合器52及第二顺向锁定离合器53，使所述主轴2与所述第二顺向锁定离合器53连接，又使所述电机3的输出端通过所述驱动盘4与所述第一顺向锁定离合器52连接，从而使所述驱动盘4与所述主轴2同轴地套接，因此，整个离合总成形成了电机3与主轴2同轴中置的结构，有效简化了离合总成的结构，进而极大地减少了离合总成的体积；并且，由于采用于两个顺向锁定离合器，顺向锁定离合器可对主轴2的其中一个转动方向锁止实现动力的传递，而对另一个转动方向则释放，因此，单独使用电机3驱动及脚踏驱动的任一种方式均对另一种方式不产生影响，也可以同时使用两种驱动方式，从而能为自行车提供电驱动及脚踏驱动两种动力，使用十分方便。

本发明同轴中置电机驱动离合总成100所涉及到的第一顺向锁定离合器52及第二顺向锁定离合器53结构及工作原理均为本领域普通技术人员所熟知，在此不再做详细的说明。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种同轴中置电机驱动离合总成，其特征在于：包括外壳以及设置所述外壳内的主轴、电机、驱动盘及离合器，所述离合器包括输出外套以及同轴地设置于所述输出外套内的第一顺向锁定离合器及第二顺向锁定离合器，所述电机的输出端与所述驱动盘的输入端连接，所述驱动盘与所述主轴同轴地套接，所述驱动盘的输出端与所述第一顺向锁定离合器连接，所述主轴与所述第二顺向锁定离合器连接，所述输出外套连接驱动轮。

2.如权利要求1所述的同轴中置电机驱动离合总成，其特征在于：所述主轴的外壁向外延伸出隔离带，所述隔离带的左侧设有用于安装所述电机的定子的左安装面，所述隔离带的右侧设有用于安装所述电机的转子及驱动盘的右安装面。

3.如权利要求2所述的同轴中置电机驱动离合总成，其特征在于：所述主轴上还设有可与助力模拟传感器配合的花键，以检测所述主轴的转动，所述花键位于所述左安装面的左侧。

4.如权利要求2所述的同轴中置电机驱动离合总成，其特征在于：所述主轴上还设有用于安装连接于所述第二顺向锁定离合器与所述主轴之间的人力驱动方心轴的方心轴安装面。

5.如权利要求2所述的同轴中置电机驱动离合总成，其特征在于：所述主轴的两端的侧壁分别设有用于安装曲柄的曲柄安装面。

6.如权利要求2所述的同轴中置电机驱动离合总成，其特征在于：所述主轴的两端的端面分别设有螺丝孔，所述螺丝孔与螺丝连接以固定曲柄。

7.如权利要求1所述的同轴中置电机驱动离合总成，其特征在于：所述同轴中置电机驱动离合总成还包括平衡盖，所述平衡盖设于所述输出外套的外侧，所述平衡盖的中央设有供所述主轴通过的通孔，所述平衡盖围绕所述通孔的四周分别设有供紧固螺丝穿过并连接所述输出外套的紧固螺丝孔。

8.如权利要求7所述的同轴中置电机驱动离合总成，其特征在于：所述平衡盖围绕所述通孔的四周分别设有供拆卸螺丝穿过并抵顶所述输出外套的拆卸螺丝孔。

9.如权利要求1所述的同轴中置电机驱动离合总成，其特征在于：所述外壳具有右端盖，所述右端盖的中央设有容置所述输出外套的通孔，所述右端盖的内部设有第一安装槽，所述第一安装槽用于容置所述右端盖与输出外套之间的轴承；所述右端盖的外侧围绕所述通孔的周围设有供固定螺丝连接的螺丝孔。

10.如权利要求1所述的同轴中置电机驱动离合总成，其特征在于：所述驱动盘包括太阳齿轮、行星架、电力驱动盘及多个行星齿轮，所述行星架固定于所述外壳内，所述太阳齿轮与所述电机的输出端连接，所述行星齿轮枢接于所述电力驱动盘上，各个所述行星齿轮分别与所述行星架及太阳齿轮啮合，所述电力驱动盘具有空心输出轴，所述空心输出轴与所述第一顺向锁定离合器连接。