CN201721590U - 一种由电机直接驱动链轮的驱动装置 - Google Patents

一种由电机直接驱动链轮的驱动装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种由电机直接驱动链轮的驱动装置,包括电机、踏板轴、设于踏板轴端部的脚踏曲柄、套装在脚踏曲柄上的链轮及套于链轮上用于带动后轮的链条,其特征在于所述电机的输出轴与链轮之间设有用于直接带动链轮转动的联动机构;所述电机的输出轴与联动机构之间设有用于脚踏时防止电机被带动旋转的第一单向传动件,所述联动机构与脚踏曲柄之间设有用于电机驱动时防止脚踏曲柄被带动旋转的第二单向传动件。本实用新型结构简单紧凑、制造成本低,安装在车体上车身轻便,在脚踏和电机驱动时均可利用后轮变速器进行换档变速,操作灵活而且方便可靠。

Description

一种由电机直接驱动链轮的驱动装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电动助力车的传动部分,特别是涉及一种由电机直接驱动链轮的 驱动装置。
背景技术
[0002] 目前市场上所出售的电动车,绝大部分生产厂家都采用了轮毂电机,主要是由于 使用轮毂电机可以省去传动机构,结构布置比较简易。现有的轮毂电机式电动车,就是把 车的其中一个车轮的轮毂改换为一个轮毂电机,而脚踏是通过链轮、链条和单向飞轮驱动 后轮,因此电机驱动是不经链条的,所以脚踏驱动和电动互相独立,因而决定了轮毂电机式 电动车不适合于发展如换档变速、离合操纵、发电健身车等附加功能,对功能的扩展不够灵 活。另外,当大批量生产时,却由于轮毂电机在制造工艺上的原因,相对传统的低压直流永 磁电机而言,其生产效率较低,因而造价相对较高,在一定程度上制约了产量。
[0003] 除了使用轮毂电机的电动车以外,其他传动形式的只有轮边电机式,然而,轮边电 机也同样是电机与脚踏分离的,电动与脚踏驱动互不相关。
[0004] 上述的驱动形式所存在的共同缺点在于:当电机驱动时无法利用后轮变速器进行 换档变速。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的是提供一种结构简单紧凑、制造成本低、由电机直接驱动链轮 的驱动装置,安装在车体上车身轻便,在脚踏和电机驱动时均可利用后轮变速器进行换档 变速,操作灵活而且方便可靠。
[0006] 本实用新型的技术方案可以通过以下的技术措施来实现,一种由电机直接驱动链 轮的驱动装置,包括电机、踏板轴、设于踏板轴端部的脚踏曲柄、套装在脚踏曲柄上的链轮 及套于链轮上用于带动后轮的链条,其特征在于在所述电机的输出轴与链轮之间设有用于 直接带动链轮转动的联动机构;所述电机的输出轴与联动机构之间设有用于脚踏时防止电 机被带动旋转的第一单向传动件,所述联动机构与脚踏曲柄之间设有用于电机驱动时防止 脚踏曲柄被带动旋转的第二单向传动件。
[0007] 当本实用新型脚踏驱动时,骑车者踏动脚踏板,使脚踏曲柄向前转动,通过第二单 向传动件单向传动,带动链轮向前旋转,进而通过链条驱动自行车向前行驶;另一方面,链 轮通过联动机构传动,由于第一单向传动件的单向传动作用,使联动机构不能带动电机的 输出轴转动;当电机驱动时,电机的输出轴带动第一单向传动件,通过第一单向传动件和联 动机构的传动,带动链轮向前转动,并通过链条驱动自行车向前行驶,由于第二单向传动件 的单向传动作用,联动机构并不能带动脚踏曲柄向前转动。
[0008] 作为本实用新型的一种实施方式,车体上设有电机支架,所述电机安装在电机支 架上。电机支架将电机稳固在车体上。
[0009] 所述电机支架可以焊接在车体上的座管和中轴管之间。
3[0010] 作为本实用新型的一种实施方式,所述电机支架也可以使用夹箍由螺栓紧固在车 体的座管、下管,或者车体的其它构件上。
[0011] 作为本实用新型的一种实施方式,所述电机为减速电机,所述减速电机内的减速 器为行星齿轮减速器。减速电机还可以使用其它类型的减速器进行减速。
[0012] 作为本实用新型的一种实施方式,所述第一单向传动件为单向轴承,所述单向轴 承套装在减速电机的输出轴上。单向轴承为现有部件,一般的单向轴承的工作原理为卡紧 原理,在本实用新型中,单向轴承的传动方向应为:当脚踏驱动时,由于单向轴承的单向传 动作用,联动机构不能带动电机的输出轴转动;当电机驱动时,电机的输出轴带动单向轴 承,此时单向轴承可以传动,并通过联动机构的传动,从而带动链轮转动。
[0013] 作为本实用新型的一种实施方式,所述第二单向传动件为单向飞轮,所述单向飞 轮套装在脚踏曲柄上。单向飞轮也为现有部件,在本实用新型中,单向飞轮的传动方向是: 当脚踏驱动时,脚踏曲柄带动单向飞轮转动,通过单向飞轮传动,带动链轮转动;当电机驱 动时,由于单向飞轮处于自由状态,联动机构不能带动脚踏曲柄转动,但是可以带动链轮共 同转动。
[0014] 作为本实用新型的一种实施方式,所述联动机构包括小链轮、第一链轮和第一链 条,所述小链轮套于所述单向轴承上,所述第一链轮与链轮并排且相邻设置,所述第一链轮 套装在单向飞轮上,所述第一链轮、链轮的轮面共同与单向飞轮的轮缘固定连接,所述第一 链条套于所述小链轮与所述第一链轮上。
[0015] 本实用新型当脚踏驱动时,脚踏曲柄通过单向飞轮带动第一链轮和链轮转动,驱 动自行车行驶,并通过第一链条带动小链轮转动,由于单向轴承的单向传动作用,并不会带 动电机的输出轴转动;当电机驱动时,电机的输出轴通过单向轴承带动小链轮转动,小链轮 通过第一链条又带动第一链轮转动,进而带动链轮旋转,由于单向飞轮的单向传动作用,并 不会带动脚踏曲柄转动,因而电机驱动时,脚踏曲柄不会被链轮带动旋转。
[0016] 作为本实用新型的一种实施方式,所述电机支架为一壳体,所述壳体的侧面具有 开口,所述减速电机的输出轴从开口中伸出,所述壳体的顶面上设有调节螺栓,所述调节螺 栓的下端头伸入壳体内且该伸入端连接有一个拉紧板,所述拉紧板固定在减速电机上,所 述拉紧板与调节螺栓为螺纹配合,当旋紧转调节螺栓时,电机被向上提拉,可将第一链条张 紧,反之则将第一链条放松。
[0017] 作为本实用新型的另一种实施方式,所述联动机构包括小齿轮和大齿轮,所述小 齿轮套于所述单向轴承上,所述大齿轮与链轮并排且相邻设置,所述大齿轮套装在单向飞 轮上,所述大齿轮、链轮的轮面共同与单向飞轮的轮缘固定连接,所述小齿轮和大齿轮相互 啮合。
[0018] 本实用新型在脚踏驱动时,脚踏曲柄通过单向飞轮带动链轮与大齿轮转动,通过 链条驱动自行车行驶,大齿轮带动小齿轮转动,由于单向轴承的单向传动作用,并不会带动 电机的输出轴转动;当电机驱动时,电机的输出轴通过单向轴承带动小齿轮转动,小齿轮带 动大齿轮转动,进而带动链轮旋转,由于单向飞轮的单向传动作用,并不会带动脚踏曲柄转 动。
[0019] 作为本实用新型的一种实施方式,所述联动机构包括齿轮,所述齿轮套装在所述 单向轴承上,所述齿轮的齿形为圆弧型,且该圆弧型齿与所述链轮的轮齿相适配,所述齿轮
4与链轮相啮合,该啮合部位为链轮与链条配合面的未卡合区域;所述链轮的轮面与单向飞 轮的轮缘固定连接。
[0020] 本实用新型当脚踏驱动时,脚踏曲柄通过单向飞轮带动链轮转动,通过链条驱动 自行车行驶,链轮带动齿轮转动,由于单向轴承的单向传动作用,并不会带动电机的输出轴 转动;当电机驱动时,电机的输出轴通过单向轴承带动齿轮转动,齿轮带动链轮转动,驱动 自行车行驶,由于单向飞轮的单向传动作用,并不会带动脚踏曲柄转动。
[0021] 作为本实用新型的实施方式,所述踏板轴通过套装在其两端的轴承支承在车体上 的中轴管内,所述踏板轴的两端部伸出所述中轴管外。
[0022] 作为本实用新型的实施方式,所述电机支架直接焊接在车体上的座管和中轴管之 间;或者电机支架由夹箍和螺栓固定在车体的座管上;或者电机支架由夹箍和螺栓固定在 车体的下管或车体其它构件上。
[0023] 与现有技术相比,本实用新型具有如下显著的效果:
[0024] (1)本实用新型可与安装在后轮上的标准外变速器和内变速器配合使用,无论脚 踏驱动或者电机驱动时,均可在行驶的过程中变换速比,使自行车适应在平路和坡路上行 驶;
[0025] (2)本实用新型采用电机通过联动机构直接驱动链轮,结构紧凑,使得车身更为轻 便,操作更加灵活;
[0026] (3)本实用新型的实用性较强,对现有的自行车进行少许改装后,可直接安装在改 造后的自行车上;
[0027] (4)采用以上结构实现较简易的驱动方式,可以大大减少骑车者在骑车时的体能 消耗;
[0028] (5)本实用新型的结构简单,使用部件较少,因而制造成本较低,可广泛适用于各 种类型的电动自行车上。
[0029] (6)本实用新型可以成为一个独立的附件,在不改动自行车车体构造的前提下,很 方便地通过螺栓或其他紧固件将其装夹在一般自行车的座管、下管,或者车体的其它构件 上,配合以电池和控制部件,即可实现将现有的自行车改变为电动助力自行车。
附图说明
[0030] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0031] 图1是本实用新型实施例1的结构示意图;
[0032] 图2是沿图1的A-A剖视示意图;
[0033] 图3是本实用新型实施例2的结构示意图;
[0034] 图4是沿图3的B-B剖视示意图;
[0035] 图5是本实用新型实施例3的结构示意图;
[0036] 图6是沿图5的C-C剖视示意图。
[0037] 图7是本实用新型在车体上的焊接固定实施方式结构示意图。
[0038] 图8、图9是本实用新型在车体上的螺栓固定实施方式结构示意图。具体实施方式
[0039] 实施例1
[0040] 如图1及图2所示,本实用新型一种由电机直接驱动链轮的驱动装置,包括电机 11、踏板轴116、设于踏板轴116端部的脚踏曲柄111、套装在脚踏曲柄111上的链轮114及 套于链轮114上用于带动后轮的链条113,踏板轴116通过套装在其两端的轴承115支承在 车体上的中轴管1内,踏板轴116的两端部伸出中轴管1,电机11采用减速电机,本实施例 中,减速电机内的减速器采用行星齿轮减速器14,车体的下部分车梁上设有电机支架12, 电机支架12为一壳体且竖直设置,该壳体的侧面具有开口,减速电机的输出轴,即行星齿 轮减速器14的输出轴17从开口中伸出。
[0041] 在行星齿轮减速器14的输出轴17与链轮114之间设有用于直接带动链轮114转 动的联动机构,本实施例中,联动机构包括小链轮15、第一链轮19和第一链条18,在行星齿 轮减速器14的输出轴17上套有用于脚踏时防止电机11被带动旋转的第一单向传动件,本 实施例中该第一单向传动件采用单向轴承16,在脚踏曲柄111上套有用于电机驱动时防止 脚踏曲柄111被带动旋转的第二单向传动件,本实施例中该第二单向传动件采用单向飞轮 110,小链轮15套装在单向轴承16上,第一链轮19与链轮114并排且相邻设置,其中第一 链轮19位于链轮114的外侧,单向飞轮110套于脚踏曲柄111上,第一链轮19套装在单向 飞轮110上,第一链轮19、链轮114的轮面共同与单向飞轮110的轮缘通过螺栓112固定连 接,小链轮15位于第一链轮19的正上方,第一链条18套于小链轮15与第一链轮19上。
[0042] 在电机支架12的壳体的顶面上设有调节螺栓13,调节螺栓13的下端头伸入壳体 内且该伸入端连接有一个拉紧板117,所述拉紧板117固定在减速电机11上,所述拉紧板与 调节螺栓13为螺纹配合,当旋紧转调节螺栓13时,电机11被向上提拉,可将第一链条18 张紧,反之则将第一链条18放松。
[0043] 本实用新型的工作过程如下:当脚踏驱动时,脚踏曲柄111通过单向飞轮110带动 第一链轮19和链轮114转动,并通过链条113驱动自行车向前行驶,通过第一链条18带动 小链轮15转动,由于单向轴承16的单向传动作用,并不会带动行星齿轮减速器14的输出 轴17转动;当电机11驱动时,输出轴17通过单向轴承16带动小链轮15转动,小链轮15 通过第一链条18又带动第一链轮19转动,进而带动链轮114旋转,并通过链条113驱动自 行车向前行驶,由于单向飞轮110的单向传动作用,并不会带动脚踏曲柄111转动,因而电 机11驱动时,脚踏曲柄111不会旋转。
[0044] 实施例2
[0045] 如图3及图4所示,本实施例与实施例1的不同之处在于:联动机构包括小齿轮24 和大齿轮211,小齿轮24套装在单向轴承25上,大齿轮211与链轮27并排且相邻设置,其 中链轮27位于大齿轮211的外侧,小齿轮24位于大齿轮211的正上方,大齿轮211套装在 单向飞轮28上,大齿轮211、链轮27的轮面共同与单向飞轮28的轮缘通过螺栓210固定连 接,小齿轮24和大齿轮211相互啮合。
[0046] 本实用新型的工作过程如下:当脚踏驱动时,脚踏曲柄29通过单向飞轮28带动 链轮27与大齿轮211转动,并通过链条212驱动自行车行驶,大齿轮211带动小齿轮24转 动,由于单向轴承25的单向传动作用,并不会带动行星齿轮减速器23的输出轴26转动;当 电机21驱动时,输出轴26通过单向轴承25带动小齿轮24转动,小齿轮24带动大齿轮211转动,进而带动链轮27旋转,由链条212驱动自行车向前行驶,由于单向飞轮28的单向传 动作用,并不会带动脚踏曲柄29转动。
[0047] 实施例3
[0048] 如图5及图6所示,本实施例与实施例1的不同之处在于:联动机构包括齿轮34, 齿轮34套装在单向轴承35上,齿轮34的齿形为圆弧型,且该圆弧型齿与链轮37的轮齿相 适配,齿轮34与链轮37相啮合,电机支架32横向设置,参见图5,行星齿轮减速器33的输 出轴36位于链轮37的左侧,齿轮34与链轮37的啮合部位为链轮37与链条312配合面的 未卡合区域D,链轮37套装在单向飞轮38上,链轮37的轮面与单向飞轮38的轮缘通过螺 栓310固定连接。
[0049] 本实用新型的工作过程如下:当脚踏驱动时,脚踏曲柄39通过单向飞轮38带动链 轮37转动,通过链条312驱动自行车行驶,同时,链轮37带动齿轮34转动,由于单向轴承 35的单向传动作用,并不会带动行星齿轮减速器33的输出轴36转动;当电机31驱动时,行 星齿轮减速器33的输出轴36通过单向轴承35带动齿轮34转动,齿轮34带动链轮37转 动,并通过链条312驱动自行车行驶,由于单向飞轮38的单向传动作用,并不会带动脚踏曲 柄39转动。
[0050] 另外,作为其它实施方式,在实施例2中,大齿轮211可以更换为内齿圈与小齿轮 24啮合,以适应于不同的布置结构中各位置尺寸的需要,均可以得到相同的传动效果。
[0051] 本实用新型可以适用于各种结构的电动助力自行车或三轮车;如图7所示,本实 用新型安装在电动自行车车体上的实施方式:将电机支架12直接焊接在经改装的自行车 车体座管41和中轴管1之间。
[0052] 如图8所示,本实用新型安装在车体上的另一种实施方式;将电机支架12用夹箍 53由螺栓52紧固在未经改装的普通自行车车体的座管51上。如图9所示,也可将电机支 架12用夹箍53由螺栓52紧固在未经改装的普通自行车车体的下管54上、或者车体的其 它构件上。
[0053] 本实用新型的实施方式不限于此,根据本实用新型的上述内容,按照本领域的普 通技术知识和惯用手段,在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下,本实用新型的联 动机构和在车体上的安装位置、固定方式还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更,均 落在本实用新型权利保护范围之内。
7

Claims (13)

  1. 一种由电机直接驱动链轮的驱动装置,包括电机、踏板轴、设于踏板轴端部的脚踏曲柄、套装在脚踏曲柄上的链轮及套于链轮上用于带动后轮的链条,其特征在于:在所述电机的输出轴与链轮之间设有用于直接带动链轮转动的联动机构;所述电机的输出轴与联动机构之间设有用于脚踏时防止电机被动旋转的第一单向传动件,所述联动机构与脚踏曲柄之间设有用于电机驱动时防止脚踏曲柄被动旋转动的第二单向传动件。
  2. 2.根据权利要求1所述的由电机直接驱动链轮的驱动装置,其特征在于:所述电机安 装在固定于车体的电机支架上。
  3. 3.根据权利要求1或2所述的由电机直接驱动链轮的驱动装置,其特征在于:所述电 机为减速电机,所述减速电机内的减速器为行星齿轮减速器。
  4. 4.根据权利要求3所述的由电机直接驱动链轮的驱动装置,其特征在于:所述第一单 向传动件为单向轴承,所述单向轴承套装在减速电机的输出轴上。
  5. 5.根据权利要求4所述的由电机直接驱动链轮的驱动装置,其特征在于:所述第二单 向传动件为单向飞轮,所述单向飞轮套装在脚踏曲柄上。
  6. 6.根据权利要求5所述的由电机直接驱动链轮的驱动装置,其特征在于:所述联动机 构包括小链轮、第一链轮和第一链条,所述小链轮套于所述单向轴承上,所述第一链轮与链 轮并排且相邻设置,所述第一链轮套装在单向飞轮上,所述第一链轮、链轮的轮面共同与单 向飞轮的轮缘固定连接,所述第一链条套于所述小链轮与所述第一链轮上。
  7. 7.根据权利要求6所述的由电机直接驱动链轮的驱动装置,其特征在于:所述电机支 架为一壳体,所述壳体的侧面具有开口,所述减速电机的输出轴从开口中伸出,所述壳体的 顶面上设有调节螺栓,所述调节螺栓的下端头伸入壳体内且该伸入端连接有拉紧板,所述 拉紧板固定在减速电机上,所述拉紧板与所述调节螺栓为螺纹配合。
  8. 8.根据权利要求5所述的由电机直接驱动链轮的驱动装置,其特征在于:所述联动机 构包括小齿轮和大齿轮,所述小齿轮套于所述单向轴承上,所述大齿轮与链轮并排且相邻 设置,所述大齿轮套装在单向飞轮上,所述大齿轮、链轮的轮面共同与单向飞轮的轮缘固定 连接,所述小齿轮和大齿轮相互啮合。
  9. 9.根据权利要求5所述的由电机直接驱动链轮的驱动装置,其特征在于:所述联动机 构包括齿轮,所述齿轮套装在所述单向轴承上,所述齿轮的齿形为圆弧型,且该圆弧型齿与 所述链轮的轮齿相适配,所述齿轮与链轮相啮合,该啮合部位为链轮与链条配合面的未卡 合区域;所述链轮的轮面与单向飞轮的轮缘固定连接。
  10. 10.根据权利要求6〜9任一所述的由电机直接驱动链轮的驱动装置,其特征在于: 所述踏板轴通过套装在其两端的轴承支承在中轴管内,所述踏板轴的两端部伸出所述中轴 管。
  11. 11.根据权利要求2所述的由电机直接驱动链轮的驱动装置,其特征在于:所述电机支 架直接焊接在车体上的座管和中轴管之间。
  12. 12.根据权利要求2所述的由电机直接驱动链轮的驱动装置,其特征在于:所述电机支 架由夹箍和螺栓固定在车体的座管上。
  13. 13.根据权利要求2所述的由电机直接驱动链轮的驱动装置,其特征在于:所述电机支 架由夹箍和螺栓固定在车体的下管或车体其它构件上。
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