CN1625022A - 电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置 - Google Patents

电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置 Download PDF

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Abstract

一种电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置。为提供一种结构简单、占用空间小的驱动装置，提出本发明，它包括具有呈中空结构电机主轴的电机组、同轴心贯穿设置于电机主轴内的辅助轴、设置于电机主轴与负载转部之间并驱动负载转部的第一传动机构及设置于辅助轴与负载转部之间并驱动负载转部的第二传动机构；电机组由电机定子及相对电机定子自由回转的电机转子构成；电机主轴设置于电机转子上；辅助轴可于电机主轴内自由回转。

Description

电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置
技术领域
本发明属于驱动装置，特别是一种电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置。
背景技术
传统双转轴驱动装置，通常借由同轴心配置双电动机结构而将其各别独立主轴呈同轴串联设置并分别驱动，或由单一电机主轴与其他动力驱动的转轴呈不同轴心的分离结构。以目前市售可接受人力驱动及电机驱动或两者同时驱动的助动自行车为例，其人力驱动的辅助轴及电机主轴两转轴的位置通常分别设置于两处而非同轴心，导致所需占用空间较大、结构较复杂的缺失，其他具有动力及人力混合驱动的应用，如轻型机车、轻型多轮车、其他载具或机械负载，亦同样存在占用空间较大、结构较复杂的缺失。
传统双轴驱动装置，例如应用于人力驱动及电机驱动的两轮或两轮以上的载具，其人力驱动的辅助轴及电机主轴两根转轴的位置，通常为分开设置不同位置而呈非同轴心结构，占用空间较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、占用空间小的电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置。
本发明包括具有呈中空结构电机主轴的电机组、同轴心贯穿设置于电机主轴内的辅助轴、设置于电机主轴与负载转部之间并驱动负载转部的第一传动机构及设置于辅助轴与负载转部之间并驱动负载转部的第二传动机构；电机组由电机定子及相对电机定子自由回转的电机转子构成；电机主轴设置于电机转子上；辅助轴可于电机主轴内自由回转。
其中：
电机定子为外部电机定子；具有与辅助轴同轴心套合电机主轴的电机转子为内部电机转子。
电机定子为设有中空贯穿孔的内部电机定子；具有与辅助轴同轴心套合电机主轴的电机转子为外部电机转子；外部电机转子相对内部电机定子及同轴心贯穿设置于其电机主轴内的辅助轴自由回转。
电机主轴与辅助轴之间设置可操控离合器。
设置于电机主轴与负载转部之间并驱动负载转部的第一传动机构与设置于辅助轴与负载转部之间并驱动负载转部的第二传动机构设有不同速比；第一、二传动机构与负载转部之间依所需传动功能设置单向传动结构。
由电机主轴所驱动的第一传动机构输入侧及第一传动机构输出侧与负载转部之间构成第一动能传输链；由辅助轴所驱动的第二传动机构输入侧及第二传动机构输出侧与负载转部之间构成第二动能传输链；第一、二动能传输链分别选择在其相关动能传输运作中的干涉点设置借以避免干涉的单向传动结构。
第一动能传输链设置单向传动结构；第二动能传输链直接驱动负载转部。
第一动能传输链直接驱动负载转部；第二动能传输链设置单向传动结构。
第一传动机构输出侧经第一单向传动结构驱动第二传动机构输出侧；第二传动机构输出侧经第二单向传动结构驱动负载转部，以构成由第一动能传输链单向驱动第二动能传输链，再由第二动能传输链以同一作用方向单向驱动负载转部的三者依序形成同一作用方向的单向传动机制。
第二传动机构输出侧经第二单向传动结构驱动第一传动机构输出侧；第一传动机构输出侧经第一单向传动结构驱动负载转部，以构成由第二动能传输链单向驱动第一动能传输链，再由第一动能传输链以同一作用方向单向驱动负载转部的三者依序形成同一作用方向的单向传动机制。
由于本发明包括具有呈中空结构电机主轴的电机组、同轴心贯穿设置于电机主轴内的辅助轴、设置于电机主轴与负载转部之间并驱动负载转部的第一传动机构及设置于辅助轴与负载转部之间并驱动负载转部的第二传动机构；电机组由电机定子及相对电机定子自由回转的电机转子构成；电机主轴设置于电机转子上；辅助轴可于电机主轴内自由回转。借由呈中空结构的电机主轴，以供辅助轴同轴心套合，构成占用空间较小、重量较轻、降低结构复杂度；不仅结构简单，而且占用空间小，从而达到本发明的目的。
附图说明
图1、为本发明实施例一结构示意剖视图。
图2、为本发明实施例一结构示意侧视图。
图3、为本发明实施例一驱动负载剖视图。
图4、为本发明实施例一驱动负载侧视图。
图5、为本发明实施例二结构示意剖视图。
图6、为本发明实施例二结构示意侧视图。
图7、为本发明实施例二驱动负载剖视图。
图8、为本发明实施例二驱动负载侧视图。
图9、为本发明实施例三驱动负载剖视图。
图10、为本发明实施例三驱动负载侧视图。
图11、为本发明第一、二传动机构与负载转部构成的第一、二动能传输链示意图(第一、二动能传输链分别设有单向传动结构)。
图12、为本发明第一、二传动机构与负载转部构成的第一、二动能传输链示意图(第一动能传输链设置单向传动结构；第二动能传输链为直接驱动负载转部)。
图13、为本发明第一、二传动机构与负载转部构成的第一、二动能传输链示意图(第一动能传输链为直接驱动负载转部；第二动能传输链设置单向传动结构)。
图14、为本发明第一、二传动机构与负载转部构成的第一、二动能传输链示意图(第一动能传输链对第二动能传输链及负载转部依序形成同一方向单向传动机制)。
图15、为本发明第一、二传动机构与负载转部构成的第一、二动能传输链示意图(第二动能传输链对第一动能传输链及负载转部依序形成同一方向单向传动机制)。
具体实施方式
实施例一
如图1、图2所示，本发明包括具有呈中空结构的电机主轴101的电机组100及与电机主轴101呈同轴心套合的辅助轴102。
电机组100由外部电机定子103及可于电机定子103内自由回转的内部电机转子104构成。
电机转子104具有呈中空结构的电机主轴101。并于电机组100各相对回转结构之间设有适当的轴承。
辅助轴102同轴心贯穿设置于电机主轴101内，并可于电机主轴101内自由回转。
以本发明驱动负载时，如图3、图4所示，电机组100呈中空结构的电机主轴101及辅助轴102分别匹配不同速比传动装置以驱动共同负载，即负载转部201与电机主轴101及辅助轴102之间分别设有不同速比的第一、二传动机构211、212，以供共同驱动可回转于承载结构202的负载转部201。
第一传动机构211设置于内部电机转子104的电机主轴101与负载转部201之间，以供电机主轴101驱动负载转部201而构成第一动能传输链(PowerTrain)。
第二传动机构212设置于同轴心贯穿于内部电机转子104呈中空结构电机主轴101内的辅助轴102与负载转部201之间，以供辅助轴102驱动负载转部201而构成第二动能传输链(Power Train)。
第一传动机构211与第二传动机构212与负载转部201之间依所需传动功能设置单向传动结构221、222，以供将电机主轴101或辅助轴102的回转动能传输至负载转部201，而负载转部201不可逆向传输至为原动侧的电机主机101或辅助轴102。
此外，第一、二传动机构211、212与负载转部201间若需作双向相互传动时，则可选择第一、二传动机构211、212与负载转部为直接传动连接；亦可在应用时选择第一(或第二)传动机构211(或212)与负载转部201间设置单向传动结构，而第二(或第一)传动机构212(或211)与负载转部201为直接传动连接。
实施例二
如图5、图6所示，本发明包括具有呈中空结构的电机主轴301的电机组300及与电机主轴301呈同轴心套合的辅助轴302。
电机组300由具有中空贯穿孔的内部电机定子303及可于电机定子303外自由回转的外部电机转子304构成。
内部电机定子303可作单边固定。
电机转子304具有呈中空结构的电机主轴301。并于电机组300各相对回转结构之间设有适当的轴承。
辅助轴302同轴心贯穿设置于内部电机定子303中空贯穿孔内。
外部电机转子304套设于内部电机定子303外，并可相对内部电机定子303及辅助轴302自由回转，并由外部电机转子304驱动呈中空结构的电机主轴301。
以本发明驱动负载时，如图7、图8所示，电机组300呈中空结构的电机主轴301及辅助轴302分别匹配不同速比传动装置以驱动共同负载，即负载转部201与电机主轴301及辅助轴302之间分别设有不同速比的第一、二传动机构211、212，以供共同驱动可回转于承载结构202的负载转部201。
第一传动机构211设置于外部电机转子304所驱动的呈中空结构的电机主轴301与负载转部201之间，以供电机主轴301驱动负载转部201而构成第一动能传输链(Power Train)。
第二传动机构212设置于同轴心贯穿于内部电机定子303中空贯穿孔内的辅助轴302与负载转部201之间，以供辅助轴302驱动负载转部201而构成第二动能传输链(Power Train)。
第一传动机构211与第二传动机构212与负载转部201之间依所需传动功能设置单向传动结构，以供将电机主轴301或辅助轴302的回转动能传输至负载转部201，而负载转部201不可逆向传输至为原动侧的电机主机301或辅助轴302。
此外，第一、二传动机构211、212与负载转部201间若需作双向相互传动时，则可选择第一、二传动机构211、212与负载转部201为直接传动连接；亦可在应用时选择第一(或第二)传动机构211(或212)与负载转部201间设置单向传动结构，而第二(或第一)传动机构212(或211)与负载转部201为直接传动连接。
实施例三
如图9、图10所示，本发明包括具有呈中空结构的电机主轴101的电机组100、与电机主轴101呈同轴心套合的辅助轴102及可操控离合器500。
电机组100由外部电机定子103及可于电机定子103内自由回转的内部电机转子104构成。
电机转子104具有呈中空结构的电机主轴101。并于电机组100各相对回转结构之间设有适当的轴承。
辅助轴102同轴心贯穿设置于电机主轴101内，并可于电机主轴101内自由回转。
可操控离合器500设置于电机主轴101与辅助轴102之间。
以本发明驱动负载时，电机组100呈中空结构的电机主轴101及辅助轴102分别匹配不同速比传动装置以驱动共同负载，即负载转部201与电机主轴101及辅助轴102之间分别设有不同速比的第一、二传动机构211、212，以供共同驱动可回转于承载结构202的负载转部201。
第一传动机构211设置于内部电机转子104的电机主轴101与负载转部201之间，以供电机主轴101驱动负载转部201而构成第一动能传输链(PowerTrain)。
第二传动机构212设置于同轴心贯穿于内部电机转子104呈中空结构电机主轴101内的辅助轴102与负载转部201之间，以供辅助轴102驱动负载转部201而构成第二动能传输链(Power Train)。
为避免不同速比在运转时的干涉，在作为原动侧的电机主轴101相对设置的第一传动机构211与负载转部201之间及辅助轴102相对设置的第二传动机构212与负载转部201之间配设防止干涉的单向传动结构，在可操控离合器500呈脱离状态时，使电机组100的回转动能由电机主轴101经第一传动机构211驱动负载转部201，而在可操控离合器500呈闭合状态时，电机组100呈同时驱动电机主轴101及辅助轴102，而经分别配置的呈不同速比的第一、二传动机构211、212驱动负载转部201，并借由设置于电机主轴101相对设置的第一传动机构211与负载转部201及辅助轴102相对设置的第二传动机构212与负载转部201之间的单向传动结构，以消除因不同速比造成干涉。
亦可在如图5、图6所示的由具有中空贯穿孔的内部电机定子303及外部电机转子304构成电机组300的电机主轴301与辅助轴302之间设置可操控离合器。
如图3、图4、图7、图8、图9、图10中所示的实施例一、实施例二、实施例三中，不同速比的第一传动机构211及第二传动机构212与负载转部201之间构成第一、二动能传输链，为避免运转中因第一传动机构211及第二传动机构212不同速比形成干涉，可借由在第一、二动能传输链中加设单向传动结构以消除干涉。
设置单向传动结构的方式包括：
(1)如图11所示，由电机主轴101或301所驱动的第一传动机构211输入侧及第一传动机构211输出侧与负载转部201之间构成第一动能传输链(Power Train)；由辅助轴102或302所驱动的第二传动机构212输入侧及第二传动机构212输出侧与负载转部201之间构成第二动能传输链(PowerTrain)；第一、二动能传输链分别选择在其相关动能传输运作中的干涉点设置单向传动结构221、222，以避免干涉。
(2)如图12所示，由电机主轴101或301所驱动的第一传动机构211与负载转部201之间构成第一动能传输链(Power Train)设置单向传动结构221；由辅助轴102或302所驱动的第二传动机构212与负载转部201构成第二动能传输链(Power Train)直接驱动负载转部201。
(3)如图13所示，由电机主轴101或301所驱动的第一传动机构211与负载转部201之间构成第一动能传输链(Power Train)直接驱动负载转部201；由辅助轴102或302所驱动的第二传动机构212与负载转部201构成第二动能传输链(Power Train)设置单向传动结构222。
(4)如图14所示，由电机主轴101或301所驱动的第一传动机构211输出侧经第一单向传动结构221驱动由辅助轴102或302所驱动的第二传动机构212输出侧；由辅助轴102或302所驱动的第二传动机构212输出侧经第二单向传动结构222驱动负载转部201，而构成由第一动能传输链单向驱动第二动能传输链，再由第二动能传输链以同一作用方向单向驱动负载转部201，从而使三者依序形成同一作用方向的单向传动机制。
(5)如图15所示，由辅助轴102或302所驱动的第二传动机构212输出侧经第二单向传动结构222驱动由电机主轴101或301所驱动的第一传动机构211输出侧；由电机主轴101或301所驱动的第一传动机构211输出侧经第一单向传动结构221驱动负载转部201，而构成由第二动能传输链单向驱动第一动能传输链，再由第一动能传输链以同一作用方向单向驱动负载转部201，从而使三者依序形成同一作用方向的单向传动机制。
综上所述，本发明借由呈中空结构的电机主轴，以供辅助轴同轴心套合，并配合负载转部的单向传动结构，构成占用空间较小、重量较轻、降低结构复杂度的驱动装置，或依需要选择在电机主轴与同轴套合于其内的辅助轴间加设可操控离合器，构成特定结构形态。

Claims (10)

1、一种电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置，它包括具有电机主轴的电机组、辅助轴、设置于电机主轴与负载转部之间并驱动负载转部的第一传动机构及设置于辅助轴与负载转部之间并驱动负载转部的第二传动机构；电机组由电机定子及相对电机定子自由回转的电机转子构成；电机主轴设置于电机转子上；其特征在于所述的电机主轴呈中空结构；辅助轴同轴心贯穿设置于电机主轴内，并可于电机主轴内自由回转。
2、根据权利要求1所述的电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置，其特征在于所述的电机定子为外部电机定子；具有与辅助轴同轴心套合电机主轴的电机转子为内部电机转子。
3、根据权利要求1所述的电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置，其特征在于所述的电机定子为设有中空贯穿孔的内部电机定子；具有与辅助轴同轴心套合电机主轴的电机转子为外部电机转子；外部电机转子相对内部电机定子及同轴心贯穿设置于其电机主轴内的辅助轴自由回转。
4、根据权利要求2或3所述的电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置，其特征在于所述的电机主轴与辅助轴之间设置可操控离合器。
5、根据权利要求1所述的电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置，其特征在于所述的设置于电机主轴与负载转部之间并驱动负载转部的第一传动机构与设置于辅助轴与负载转部之间并驱动负载转部的第二传动机构设有不同速比；第一、二传动机构与负载转部之间依所需传动功能设置单向传动结构。
6、根据权利要求1所述的电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置，其特征在于所述的由电机主轴所驱动的第一传动机构输入侧及第一传动机构输出侧与负载转部之间构成第一动能传输链；由辅助轴所驱动的第二传动机构输入侧及第二传动机构输出侧与负载转部之间构成第二动能传输链；第一、二动能传输链分别选择在其相关动能传输运作中的干涉点设置借以避免干涉的单向传动结构。
7、根据权利要求6所述的电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置，其特征在于所述的第一动能传输链设置单向传动结构；第二动能传输链直接驱动负载转部。
8、根据权利要求6所述的电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置，其特征在于所述的第一动能传输链直接驱动负载转部；第二动能传输链设置单向传动结构。
9、根据权利要求6所述的电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置，其特征在于所述的第一传动机构输出侧经第一单向传动结构驱动第二传动机构输出侧；第二传动机构输出侧经第二单向传动结构驱动负载转部，以构成由第一动能传输链单向驱动第二动能传输链，再由第二动能传输链以同一作用方向单向驱动负载转部的三者依序形成同一作用方向的单向传动机制。
10、根据权利要求6所述的电机主轴及辅助轴同轴心的驱动装置，其特征在于所述的第二传动机构输出侧经第二单向传动结构驱动第一传动机构输出侧；第一传动机构输出侧经第一单向传动结构驱动负载转部，以构成由第二动能传输链单向驱动第一动能传输链，再由第一动能传输链以同一作用方向单向驱动负载转部的三者依序形成同一作用方向的单向传动机制。
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