CN111433117A - 自行车或机车的电动辅助驱动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自行车或机车的电动辅助驱动机构，包括：一设置于一自行车或机车之非驱动轮(前轮)中心部位的行星齿轮组，以及一电动力源，系连结固定于一自行车或机车之非驱动轮的支撑组件上，且该电动力源经由一驱动齿轮啮合于该行星齿轮组，使该电动力源之动力经该行星齿轮组进行转换减速，可对该非驱动轮形成一较大扭力的辅助驱动，以因应自行车或机车重负荷(重载重、爬陡坡)时之行驶需求。
Description
技术领域
本发明涉及自行车或机车之电动辅助驱动机构，尤指一种可在不改变自行车或机车原有驱动结构的情形下，产生一大扭力辅助驱动力的电动辅助机构。
背景技术
自行车或机车具有轻巧便利等特点，是经常使用的主要代步工具，而为了考虑行驶油耗及人力的节省，纯人力或小排气量引擎的机车更是代步工具中的主流；然而，在实际应用时，受限于人力或小排气量引擎的输出功率不足，往往在处于重负荷(高载荷、爬陡坡)时，有输出动力不足的情形，甚至于造成车速不足或上坡倒退等危险状况发生，因此，如何改善上述轻便型交通工具在应用时所可能产生的动力不足的缺失，乃为相关业者所亟需努力的课题。
在汽车产业中，利用电力驱动电动马达配合增加汽、柴油引擎之输出功率，进而提升引擎的输出功率，是一已被广泛应用的技术手段，而单纯利用电动马达驱动之电动机车也已逐渐发展成熟，但受限于整体驱动机构的差异，将电动马达整合于二轮代步工具中并非常见；较常见的是以小型电动马达组装于自行车中，利用该自行车上的飞轮来衔接该电动马达与脚踏的动力。
公开号为TWM399051U的专利：駐車節能驅動之改良結構，其公开了一种「以离合器之驱动盘与马达连动之油电复合动力机车」新型专利案，其具有：一引擎，机械连接至一机车的传动系统；一离合器，该离合器与该引擎联结，该离合器设有一驱动盘，该驱动盘上设置一连动组件；一马达，机械连接至该机车的传动系统，该马达外接一控制单元，包含一油电切换开关，及一电动马达调速器，该控制单元电性连接该马达及该引擎，以控制该马达及该引擎作动或不作动；一蓄电单元，与该马达及该引擎电性连接；一连动单元，将该连动组件及该马达联结。其系以离合器之驱动盘与马达连动，使引擎在行驶时，除由引擎提供行驶动能，同时透过引擎将电力回充到蓄电单元中，而马达则藉由蓄电单元所储存之电力，与引擎搭配，交互的作为机车动力的来源，而达到减少废气排放及省油之环保功效。
然而，上述此种结构于实际应用时，必须大幅更动机车原有之结构，造成设计开发难度及生产成本增加，且由于该马达系机械连接至该机车的传动系统，因此该二者无法完全分离，若该马达或机车引擎的其中之一损坏，则会造成另一动力单元运动时之阻力，因此在使用上会产生严重的缺失。
有鉴于习见之油电复合动力机车结构有上述缺点，创作人乃针对该些缺点研究改进之道，终于有本创作产生。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种自行车或机车的电动辅助驱动机构，主要系以一行星齿轮组之行星外齿轮设置于一自行车或机车之非驱动轮(前轮)的中心部位，并由一被固定之电动力源(电动马达)经由一驱动齿轮啮合于该行星齿轮组之行星内齿轮，使该电动力源之动力可经由该驱动齿轮通过各行星内齿轮驱动该行星外齿轮，进而带动该非驱动轮转动，由于其电动力源之动力经由该行星齿轮组传递至该非驱动轮转动，可形成扭力的转换提升，形成一大扭力的辅助驱动，以因应自行车或机车重负荷(重载重、爬陡坡)时之行驶需求。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种自行车或机车的电动辅助驱动机构，包括一行星齿轮组与一电动力源，
所述行星齿轮组包括一环状之行星外齿轮及至少一行星内齿轮，该行星外齿轮设置在自行车或机车其非驱动轮的中心部位；
所属电动力源固定连接在自行车或机车其非驱动轮的支撑组件上，该电动力源具有一可输出旋转动力的驱动齿轮，该驱动齿轮啮合于该行星齿轮组的行星内齿轮上，使该电动力源输出之动力能经由该行星齿轮组带动该非驱动轮转动；
所述非驱动轮中央具有一轮毂，该轮毂设有至少一侧具有开口的容置空间，以供容纳该行星齿轮组及该电动力源；所述容置空间的开口上适配设有一侧盖；所述轮毂上设有至少两个槽，与槽适配粘接有观察窗，观察窗采用钢化玻璃材质制成；
所述电动力源为一电动马达且电动马达其电机外壳上设有与轮毂上观察窗位置对应的槽，此槽上也适配粘接有钢化玻璃观察窗；在电机外壳其面向侧盖的侧面中心部位设有一个环形槽，与电机外壳侧面环形槽适配粘接有钢化玻璃观察窗，侧盖的对应位置上也设有环形槽，与侧盖的环形槽适配粘接有钢化玻璃观察窗。其可将该电动力源及行星齿轮组装设于自行车或机车之非驱动轮(前轮)的轮毂中，除可减少整体机构之占用空间，亦可有效简化结构、降低生产成本，提升产品竞争力。其由于实施上无需变更该自行车或机车之原有传动系统，因此除了可降低开发难度及生产成本外，若有故障发生，亦不会影响该自行车或机车原有行驶功能。另外，多个视窗的设置使得使用本发明的自行车或机车的机械感更强，犹如一些名表的结构是故意将内部机械结构、齿轮展示出来一样，能够刺激顾客的购买欲，另外在出现故障时能够通过观察窗直接确定是哪个部件磨损或损坏而导致传动失败，对于快速定位故障原因有很大帮助。
进一步的技术方案是，非驱动轮中央具有一轮毂，该轮毂设有至少一侧具有开口的容置空间，以供容纳该行星齿轮组及该电动力源。
进一步的技术方案是，容置空间的开口上适配设有一侧盖。
进一步的技术方案为，行星齿轮组具有复数与该驱动齿轮相啮合的行星内齿轮，各该行星内齿轮均共同枢设于一内齿轮座上。
进一步的技术方案为，非驱动轮为自行车或机车的前轮，且该支撑组件为自行车的前叉杆或机车的前避震器。
进一步的技术方案为，非驱动轮为自行车或机车的前轮，且该支撑组件为自行车的前叉杆或机车的前避震器。
进一步的技术方案为，电动力源为一电动马达。
本发明的优点和有益效果在于：其可将该电动力源及行星齿轮组装设于自行车或机车之非驱动轮(前轮)的轮毂中，除可减少整体机构之占用空间，亦可有效简化结构、降低生产成本，提升产品竞争力。其由于实施上无需变更该自行车或机车之原有传动系统，因此除了可降低开发难度及生产成本外，若有故障发生，亦不会影响该自行车或机车原有行驶功能。
附图说明
图1是本发明一种自行车或机车的电动辅助驱动机构实施例一的爆炸图；
图2是图1去除支撑组件后的示意图；
图3是图1的组合图；
图4是图2中行星齿轮组部分的放大示意图；
图5是图4的另一视角的示意图；
图6是本发明实施例二中去除支撑组件后的爆炸图；
图7是本发明实施例三中去除支撑组件后的爆炸图；
图8是图7中电机外壳的主视图；
图9是图8中圆板的侧视图。
图中：1、行星齿轮组；11、行星外齿轮；12、内齿轮座；13、行星内齿轮；2、电动力源；21、驱动齿轮；3、非驱动轮；31、轮毂；311、容置空间；32、侧盖；34、轮轴；33、第二轮轴；331、第一轴承；341、第二轮轴；4、支撑组件；5、观察窗；6、电机外壳；7、环形槽；8、损坏件的存放空间；9、管状体；10、圆板；11、圆孔；12、第二板；13、扇形板；14、圆通孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
如图1至图5所示(为便于图示，图5中去除了驱动齿轮、第一轴承及两个行星内齿轮)，本发明是一种自行车或机车的电动辅助驱动机构，行星齿轮组1及电动力源2等部份；其中该行星齿轮组1具有一环状之行星外齿轮11，该行星外齿轮11系组设于一自行车或机车之非驱动轮(可为前轮)的中心部位，于该行星外齿轮11中央设有一内齿轮座12，于该内齿轮座12上枢设有至少一与该行星外齿轮11相啮合之行星内齿轮13。
在一个可行的实施例中，该非驱动轮中央具有一轮毂31，该轮毂31设有至少一侧具开口之容置空间311，且该行星齿轮组1系设置于该容置空间311内，且该行星外齿轮11系组设于该容置空间311内周侧，而该容置空间311之开口上可盖合一侧盖32。
该电动力源2系连结固定于一自行车或机车之非驱动轮(可为前轮)的支撑组件4(可为自行车的前叉杆或机车的前避震器)上，且该电动力源2具有一可输出旋转动力之驱动齿轮21，该驱动齿轮21系啮合于该行星齿轮组1之行星内齿轮13。
在本实施例中，该电动力源2系为一电动马达，而该驱动齿轮21系设于该电动马达之输出转轴上。
在一个可行的实施例中，该电动力源2亦系设置于该容置空间311内，且该电动力源2之外壳系经由一轮轴34穿过该侧盖32(或该轮毂31中央)，连结固定于该自行车或机车之非驱动轮的其中一支撑组件4(如：前叉杆或前避震器)上，于该轮轴34与该侧盖32(或该轮毂31)之间可依需要设置一第二轴承341；而该轮毂31中央(或该侧盖32)则系经由一第二轮轴33连结固定于另一侧的支撑组件4上，于该轮轴34与该轮毂31(或该侧盖32)之间可依需要设置一第一轴承331，藉以降低该非驱动轮转动之摩擦阻力。
在操作的过程中，当自行车或机车骑行遇到重负荷(重载重、爬陡坡)而感到有扭力不足的情形时，骑士可依需要按下预设开关导通该电动力源2(电动马达)之电源，使该电动力源2可经由该驱动齿轮21驱动该行星内齿轮13，再连动该行星外齿轮11带动该非驱动轮同步转动，利用该行星齿轮组1具有较大减速比之特性，可将该电动力源2之输出转换为较大扭力之动力，以因应增加自行车或机车重负荷时之驱动需求；同时，由于一般自行车或机车的设计大多系由后轮驱动，所以衔接引擎之传动机构亦系连结于后轮，而本创作中，该行星齿轮组1及电动力源2等组件系连动该非驱动轮，因此无需针对自行车或机车原有之传动机构的结构进行更改，不但开发设计上较为简易，且在产生故障时，亦不会影响自行车或机车原有之行动功能。
实施例二：
与实施例一的不同在于，在实施例一的基础上进行技改，改变电机外壳，在电机外壳上设置透明观察窗(观察窗的设置位置是避开轮毂侧面上与车轮辐条相连的地方，且观察窗呈长条状且方向上观察窗平行于车轮的旋转轴线)电机外壳侧面环形槽上粘接的钢化玻璃观察窗的位置在正对行星齿轮组其驱动齿轮处(这样一旦出现故障，尤其是使用一段时间之后行星齿轮组最容易出现也是最首先出现的问题是齿轮磨损问题<行星齿轮组其齿轮在正常工作条件下，齿面出现了均匀的磨损，沿齿长方向磨损可能已经超过原齿长的百分之30，或者齿厚磨损超过0.40；齿轮啮合面积低于齿面的3分之2，运转齿轮啮合间隙超过以下范围：0.15-0.26mm；接合齿轮啮合间隙超过以下范围0.10-0.15mm,使用限度为0.60mm，当然也许通过观察窗并无法直接肉眼观察出来，但我们俗称的“滑牙”是能够通过观察窗看出齿轮之间啮合得不再如刚开始那般紧密>，因此观察窗的设置可以直观地反映驱动机构出现的问题，尤其是使用一段时间之后行星齿轮组最容易出现也是最首先出现的问题可以被直接观察、显现出)。如图6所示，轮毂31上设有至少两个槽，与槽适配粘接有观察窗5，观察窗5采用钢化玻璃材质制成；电动力源为一电动马达且电动马达其电机外壳6上设有与轮毂31上观察窗5位置对应的槽，此槽上也适配粘接有钢化玻璃观察窗5；在电机外壳6其面向侧盖的侧面中心部位设有一个环形槽7，与电机外壳6侧面环形槽7适配粘接有钢化玻璃观察窗5，侧盖的对应位置上也设有环形槽7，与侧盖的环形槽7适配粘接有钢化玻璃观察窗5。
实施例三：
与实施例二的不同在于，在实施例二的基础上进行技改，如图7至图9所示，固定连接(即通过胶粘)的多个观察窗5其中有至少一个观察窗是卡接连接在电机外壳6上，并且轮毂31上也存在至少一个与前述位置对应的观察窗是卡接连接在轮毂上的(最佳方案是其中有三个观察窗是活动卡接式的，这三个活动卡接的观察窗的位置与三个行星内齿轮13其枢轴位置对应，这三个活动卡接的观察窗呈环形阵列布置)。并增加电机外壳的长度用于设置损坏件的存放空间8(同时增加驱动齿轮21的轴的轴长)；在原先结构的基础上改变电机外壳的结构，电机外壳原本为圆槽状，将其结构改成一个管状体9与一个圆板10，圆板面向行星齿轮组设置(与原先电机外壳的这个侧面板所起作用一样，抵住三个行星内齿轮13)，圆板中心设有用于驱动齿轮21的轴穿过的圆孔，在驱动齿轮21其轴上靠近行星内齿轮13的表面设有一段长度较短的外螺纹，圆板其中心圆孔11的孔侧壁设有与前述外螺纹适配的内螺纹；在本实施例中，还包括一个结构与前述圆板一模一样的第二板12，第二板位于圆板与侧盖32之间；具体操作是：在观察到具体哪一个行星内齿轮13损坏之后(当然如果三个行星内齿轮13都损坏就应急不了，但只要在使用过程中，不是三个行星内齿轮13全部损坏，由于观察窗的设置，可以很快确定损坏的行星内齿轮13是哪一个)将那个或那两个损坏的行星内齿轮13对应位置的观察窗(包括轮毂及电机外壳这两个部件上的观察窗都拆下)拆下(为便于拆卸，可以在观察窗其面向辐条的表面一体设有拉手，用力拉动即可拆下观察窗，拆完装回去再用力盖上即可，现有技术中这种拆装卡接结构很常见，在此不赘述)，然后用随车附带的工具比如拨动杆紧紧抵住圆板后撬动，使得圆板在驱动齿轮21其轴上转动以实现圆板与驱动齿轮21其轴的螺纹连接，然后用拨动杆将损坏的那个行星内齿轮13从内齿轮座12的枢轴上撬开，然后用拨动杆再将圆板捅到驱动齿轮21其轴上的外螺纹处(另外，圆板是卡接式的由三片扇形构成而非一体式，在将损坏的那个行星内齿轮13从枢轴上撬开后再将圆板的其中一片扇形板从圆板上脱落以便于在损坏件的存放空间内放置从枢轴上撬开的那个行星内齿轮13，并且将一片扇形板13从圆板上分离，使得损坏的那个行星内齿轮13与这一片扇形板均落在管状体的内侧壁上(为掉下的损坏件不影响马达的正常运转，可以看做在原来马达外壳的基础上增加马达外壳筒体的长度，第二板即原来马达外壳其面向行星内齿轮13的圆形侧板)；为便于实现本方案，扇形板上设有圆通孔14，与本驱动机构配套设有端部带钩子的操作杆<操作杆长度可以与拨动杆一样长>，这样用操作杆的钩子穿过圆通孔钩住扇形板再往外拉操作杆即可实现扇形板与圆板的脱离)通过撬动拨动杆使得圆板重新与驱动齿轮21其轴螺纹连接(为便于拨动杆操作，可在圆板的侧面设置齿形，拨动杆的端部相对应设置齿形)，螺纹连接至恰好圆板内盖住(或者说抵住)剩下的那两个行星内齿轮13，然后可以继续驱动自行车或机车，这样起到了在故障发生时应急的作用，在到家或到达修理店后再拆下驱动机构以作更具体的修理，免去了实施例一或实施例二在出现某个或两个行星内齿轮13损坏时驱动机构无法继续运行的问题。这样无需担心由于重负荷(高载荷、爬陡坡)，而驱动机构损坏，输出动力不足的问题。另，观察窗的材质也可采用PE或PP等塑料材质。
综合以上所述，本创作自行车或机车之电动辅助驱动机构确可达成无需变更自行车或机车原有传动设计，提升对自行车或机车驱动力之功效
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.自行车或机车的电动辅助驱动机构，其特征在于，包括一行星齿轮组与一电动力源，
所述行星齿轮组包括一环状之行星外齿轮及至少一行星内齿轮，该行星外齿轮设置在自行车或机车其非驱动轮的中心部位；
所属电动力源固定连接在自行车或机车其非驱动轮的支撑组件上，该电动力源具有一可输出旋转动力的驱动齿轮，该驱动齿轮啮合于该行星齿轮组的行星内齿轮上，使该电动力源输出之动力能经由该行星齿轮组带动该非驱动轮转动；
所述非驱动轮中央具有一轮毂，该轮毂设有至少一侧具有开口的容置空间，以供容纳该行星齿轮组及该电动力源；所述容置空间的开口上适配设有一侧盖；所述轮毂上设有至少两个槽，与槽适配粘接有观察窗，观察窗采用钢化玻璃材质制成；
所述电动力源为一电动马达且电动马达其电机外壳上设有与轮毂上观察窗位置对应的槽，此槽上也适配粘接有钢化玻璃观察窗；在电机外壳其面向侧盖的侧面中心部位设有一个环形槽，与电机外壳侧面环形槽适配粘接有钢化玻璃观察窗，侧盖的对应位置上也设有环形槽，与侧盖的环形槽适配粘接有钢化玻璃观察窗。
2.根据权利要求1所述的自行车或机车的电动辅助驱动机构，其特征在于，所述行星齿轮组具有复数与该驱动齿轮相啮合的行星内齿轮，各该行星内齿轮均共同枢设于一内齿轮座上。
3.根据权利要求1或2所述的自行车或机车的电动辅助驱动机构，其特征在于，所述非驱动轮为自行车或机车的前轮，且该支撑组件为自行车的前叉杆或机车的前避震器。
4.根据权利要求3所述的自行车或机车的电动辅助驱动机构，其特征在于，所述非驱动轮为自行车或机车的前轮，且该支撑组件为自行车的前叉杆或机车的前避震器。
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2020
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