CN201116157Y - 电动自行车动力传动装置 - Google Patents

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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/70—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at single endless flexible member, e.g. chain, between cycle crankshaft and wheel axle, the motor engaging the endless flexible member

Abstract

一种电动自行车动力传动装置，包括小链轮、大链轮、驱动电机、变速箱以及链条，小链轮设在后轮轴上，大链轮设在脚踏天芯轴上，小链轮与大链轮之间通过链条连接构成链传动机构，其特征在于：人力脚踏驱动的大链轮与脚踏天芯轴之间通过第一单向超越离合器连接；驱动电机与变速箱的输入轴相连接，变速箱的输出轴上装有第二单向超越离合器，输出轴通过第二单向超越离合器与减速齿轮或输出链轮连接，该输出链轮与链条啮合；第一单向超越离合器和第二单向超越离合器的超越方向与链传动机构的驱动方向一致，以此构成人力通过大链轮和电动通过输出链轮串联组合的驱动链。本方案克服了脚踏杆跟转以及电机轴跟转带来阻力的缺点，而且电机与人可同时驱动而不会相互干扰。此外还具有结构简单、装配紧凑等优点。

Description

电动自行车动力传动装置
技术领域
本实用新型涉及一种电动自行车(也称助力车、助动车，以下称电动自行车)驱动装置，特别涉及一种电动自行车动力传动装置，具体是由电动传动装置、人力传动装置构成的中置动力传动装置。
背景技术
我国是自行车大国，自行车是非常普遍的大众型交通工具，但自行车必须靠人踏脚踏板带动链条来驱动后轮实现向前行走，所以在长时间的骑行时，人会感觉到很疲劳，于是作为自行车的改进产品——电动自行车逐渐进入了人们的视线，因其价格较低，构造简单，且兼有人力驱动和电驱动两种功能，越来越为广大群众所喜爱，此外相对汽车而言，它是一种污染低，噪音小的新型绿色便捷的交通工具，无论是对社会经济还是生态环境以及能源利用都具有深远的意义。
现有的电动自行车主要有两类，一种是将驱动电机装在前轮(前置式)或后轮(后置式)，电机直接驱动车轴来带动车体前进，此种配置方式主要有以下缺点：首先，动力装置安装位置难以解决，且成本高，修理困难，前后两个车轮承重不均匀，重心较高，在颠簸的路况下容易发生事故，并且整车外观方面也无法做到美观大方；其次，因为驱动电机需要在车轴端直接驱动，其启动电流大，而且耗电量大，导致电动车的电池寿命缩短；此外，在人力驱动时电机也会跟转，由于装在轮子上的直流电动机在不通电时，线圈仍在切割由永磁体产生的磁力线而产生一个与车体前进方向相反的力，从而导致人在骑行过程中比骑普通的自行车费力，在电机驱动时脚踏板也会跟转同样会产生一系列的不便。另一种是双链条结构并联的驱动系统，此设计是采用双后轮的结构，将电机通过链条与一个后轮连接组成电机驱动装置，脚踏轮通过链条与另一后轮连接组成人力驱动装置，但此结构占用体积较大，结构不够紧凑且成本较高，不符合现在人们追求时尚、新潮的观念。本实用新型从改进现有技术的角度出发，提供一种新型电动自行车动力传动装置来克服现有技术的不足。
发明内容
本实用新型提供一种可以解决电机驱动时脚踏板跟转、人力驱动时电机跟转而导致的骑行费力以及双链条结构的不紧凑、成本高等问题的新型电动自行车动力驱动装置。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电动自行车动力传动装置，包括小链轮、大链轮、驱动电机、变速箱以及链条，小链轮设在后轮轴上，大链轮设在脚踏天芯轴上，小链轮与大链轮之间通过链条连接构成链传动机构，人力脚踏驱动的大链轮与脚踏天芯轴之间通过第一单向超越离合器连接；驱动电机与变速箱的输入轴相连接，变速箱的输出轴上装有第二单向超越离合器，输出轴通过第二单向超越离合器与减速齿轮或输出链轮连接，该输出链轮与链条啮合；第一单向超越离合器和第二单向超越离合器的超越方向与链传动机构的驱动方向一致，以此构成人力通过大链轮和电动通过输出链轮串联组合的驱动链。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述“减速齿轮”是指变速箱中的减速大齿轮。所述“第二单向超越离合器”可以设置在输出轴与变速箱中的减速大齿轮之间，也可以设置在输出轴与输出链轮之间。所述第一和第二单向超越离合器可以使用公知的现有单向超越离合器结构。
2、上述方案中，所述的电动自行车动力传动装置还包括一个张紧轮，该张紧轮与链条自由啮合并设在张紧位置上。
3、上述方案中，所述输出链轮和张紧轮设在大链轮与小链轮之间，其中，输出链轮和张紧轮两者，一个从闭环链条的外侧与链条啮合，另一个从闭环链条的内侧与链条啮合。
4、上述方案中，所述的张紧轮起张紧链条和保证链条可靠传动的作用。
本实用新型工作原理是：电动自行车骑行过程中分三种状态：(1)、电力驱动状态：电动机开启，通过链条带动小链轮、大链轮转动，从而驱动车体前进，由于大链轮与脚踏天芯轴之间装有单向超越式离合器，所以脚踏杆不会跟着大链轮转动。(2)、人力驱动状态：当人力踏动脚踏板时，根据传动原理，大链轮通过链条带动小链轮转动来驱动车体前进，由于输出轴上装有单向超越式离合器，所以电机轴不会转动。(3)、电力与人力共同驱动状态：此原理为以上两个原理的综合，人力驱动与电力驱动互不影响。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1、由于本实用新型通过第一单向超越式离合器和第二单向超越式离合器分别将人力脚踏驱动的大链轮和电力驱动的输出链轮串联组合在同一个链传动机构中，因而降低了传动阻力，在人力驱动时没有以往的电动自行车骑行阻力大、感觉累的缺点，骑行时与普通自行车并无异样感觉，可以获得良好的骑车感受。
2、由于本实用新型采用了在大链轮以及变速箱输出轴上均安装单向超越式离合器的结构，所以当电力驱动时，脚踏杆能保持静止，避免了不必要的麻烦；当人力驱动时，电机轴能保持静止，从而避免了线圈切割磁力线带来的阻力问题，可使人骑行更轻松；在上坡或逆风行驶时，电力(人力)驱动不足以驱动车体或难以获得良好的骑车速度时，可辅以人力(电力)驱动作为辅助动力源而不会带来阻力等问题。
3、由于本实用新型的传动装置集电机、传动、变速、人工驱动与一体，结构紧凑而精致、统一而协调，且中置于电动自行车的脚踏天芯轴区域，超越了现在所采用的后(前)轮轮毂式电动自行车的设计理念，填补了国内电动自行车行业中置电动/人力变速箱链轮传动的空白，为打造休闲、折叠电动自行车提供了技术基础。
4、由于本实用新型摒弃了一般状态下经常使用的电磁离合器，采用了单向超越式离合器，降低了电能的消耗，延长了电动自行车的续航能力，同时操作简单、实用。
5、本设计方案最适合应用于锂电池电动自行车。
附图说明
附图1为实施例一的驱动电机及变速箱内部的部分装配图；
附图2为实施例一的大链轮部分装配图；
附图3为实施例一的整体装配图；
附图4为实施例一的电机驱动工作原理图；
附图5为实施例一的人力驱动工作原理图；
附图6为实施例二的驱动电机及变速箱内部的部分装配图；
附图7为实施例二的电机驱动工作原理图；
附图8为实施例二的人力驱动工作原理图；
附图9为实施例三的整体装配图。
以上附图中：1、大链轮；2、第一超越离合器；3、链条；4、脚踏天芯轴；5、小链轮；6、张紧轮；7、输出链轮；8、第二单向超越离合器；9、大齿轮(变速齿轮)；10、小齿轮；11、电机轴；12、电机；13、输出轴；14、变速箱。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：参见附图1，2所示，电机的小齿轮(主动轮)10与大齿轮(从动轮)9相啮合组成齿轮变速机构，二者共同装在变速箱14中，在输出轴13上装有第二单向超越式离合器8，输出链轮7套在第二单向超越式离合器8上。在脚踏天芯轴4上装有第一单向超越离合器2、脚踏杆，大链轮1套接在第一单向超越离合器2上。
图3为整体装配图，其中需指出的是：输出链轮7套在第二单向超越式离合器8上。各个装置通过链条3啮合连接，链条3绕过大链轮1，向上绕过电机的输出链轮7后折向下方绕过张紧轮6，最后绕过小链轮5构成一体串联传动装置，通过链条3的上折和下折可保证链条3张紧及可靠转动。在将装置装到电动自行车时，电机装在脚踏天芯轴4附近区域，可保证整车重心平衡。
根据图3，在电机12工作时，参见附图4，电机12驱动小齿轮10顺时针转动，因大齿轮9与小齿轮10啮合，所以大齿轮9逆时针转动带动输出轴13逆时针转动，因输出链轮7套在第二单向超越式离合器上，所以此时输出链轮7也作逆时针转动，通过链条3的传动使张紧轮6顺时针转动，最终带动小链轮5顺时针转动而使车体前进，此时大链轮1也会在链条3的传动下转动，但由于装有第一单向超越离合器2，因而大链轮1不会带动脚踏杆一起转动。
当人骑行时，参见附图5，电机12不工作，人通过驱动脚踏杆带动轴转动，装有的第一单向超越离合器2可以带动大链轮1顺时针转动，通过链条3的传动，带动电机12的输出链轮7逆时针转动，由于装有第二单向超越式离合器8，大齿轮9不会随输出链轮7转动从而不会带动小齿轮10及电机轴11转动，因而电机线圈可以保持静止，避免了切割磁感线带来阻力的问题；通过张紧轮6以及小链轮5的顺时针转动从而驱动了车体后轮向前转动。
当在上坡或逆风行驶时，可以采用人力与电力共同驱动的方式来增加驱动能力，此时人驱动脚踏杆使大链轮顺时针转动，通过链条3带输出链轮7逆时针转动，由于装有单向超越离合器，所以人力驱动不会干扰电机12的正常驱动；同样电机驱动也会带动大齿轮9顺时针转动，大链轮1上的单向超越离合器也会保证不干扰人力驱动，所以可以通过人力和电力共同驱动车体。
实施例二：参见附图6，将输出链轮7装在输出轴13上，大齿轮9通过第二单向离合器8与输出轴13连接，其它部分装配构造同实施例一。与实施例一工作原理的区别在于：无论在人力驱动还是电力驱动时，输出轴13会一直转动，但由于大齿轮9套接在第二单向超越离合器8，输出轴13不会带动大齿轮9一起转动，因而不会带动小齿轮10转动，从而电机轴11不会转动，其它工作过程及原理同实施例一，具体如下：
根据图6，在电机12工作时，参见附图7，电机12驱动小齿轮10顺时针转动，因大齿轮9与小齿轮10啮合，且大齿轮9套在第二单向超越式离合器8上，所以大齿轮9逆时针转动带动输出轴13逆时针转动进而带动输出链轮7逆时针转动，通过链条3的传动使张紧轮6顺时针转动，最终带动小链轮5顺时针转动而使车体前进，此时大链轮1也会在链条3的传动下转动，但由于装有第一单向超越离合器2，因而大链轮1不会带动脚踏杆一起转动。
当人骑行时，参见附图8，电机12不工作，人通过驱动脚踏杆带动轴转动，装有的第一单向超越离合器2可以带动大链轮1顺时针转动，通过链条3的传动，带动输出链轮7及输出轴13作逆时针转动，由于装有第二单向超越式离合器8，且大齿轮9套在单向超越式离合器上，所以大齿轮9不会随输出轴13转动，从而不会带动小齿轮10及电机轴11转动，因而电机线圈可以保持静止，避免了切割磁感线带来阻力的问题；通过张紧轮6以及小链轮5的顺时针转动从而驱动了车体后轮向前转动。
实施例三：参见附图9，将张紧轮6去掉，大链轮1、小链轮2、输出链轮7通过链条3串联传动连接，装配构造为实施例一或实施例二，工作原理与实施例一或实施例二相同，在此不再赘述。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1、一种电动自行车动力传动装置，包括小链轮、大链轮、驱动电机、变速箱以及链条，小链轮设在后轮轴上，大链轮设在脚踏天芯轴上，小链轮与大链轮之间通过链条连接构成链传动机构，其特征在于：人力脚踏驱动的大链轮与脚踏天芯轴之间通过第一单向超越离合器连接；驱动电机与变速箱的输入轴相连接，变速箱的输出轴上装有第二单向超越离合器，输出轴通过第二单向超越离合器与减速齿轮或输出链轮连接，该输出链轮与链条啮合；第一单向超越离合器和第二单向超越离合器的超越方向与链传动机构的驱动方向一致，以此构成人力通过大链轮和电动通过输出链轮串联组合的驱动链。
2、根据权利要求1所述的电动自行车动力传动装置，其特征在于：还包括一个张紧轮，该张紧轮与链条自由啮合并设在张紧位置上。
3、根据权利要求2所述的电动自行车动力传动装置，其特征在于：所述输出链轮和张紧轮设在大链轮与小链轮之间，其中，输出链轮和张紧轮两者，一个从闭环链条的外侧与链条啮合，另一个从闭环链条的内侧与链条啮合。
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