CN202783685U

CN202783685U - 电助力自行车的后轮动力输出机构

Info

Publication number: CN202783685U
Application number: CN2012202853560U
Authority: CN
Inventors: 王培郁; 许源芳; 林书弘
Original assignee: JD Components Co Ltd
Current assignee: JD Components Co Ltd
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2022-06-18

Abstract

一种电助力自行车的后轮动力输出机构，其包括一轮毂、一用以产生一第一驱动力的齿盘、一用以产生第二驱动力的马达、一动力整合机构及一单向器，该动力整合机构包括一行星齿轮组及一输出行星支架，该行星齿轮组用以整合第一、第二驱动力后由该输出行星支架输出，该输出行星支架则由该单向器而将动力单向传递至轮毂以驱动自行车，达到无段变速的目的，整体也具有较小的体积。

Description

电助力自行车的后轮动力输出机构

技术领域

本实用新型是关于一种自行车的动力输出机构，特别是关于一种电助力自行车的后轮动力输出机构。

背景技术

电助力自行车是在传统自行车的基本架构上安装马达，用以辅助输出动力，减轻使用者的负担。

在这些电助力自行车中，有的是将马达动力输出至后轮，例如US5242335号专利所揭示的用于复合动力车辆的行星齿轮系统，或如JP5-319354号专利所揭示的双驱动电动自行车，前者是将马达放置于后上叉后方，后者则是将马达装设于匣体(5)内，两者都非将马达装设于后轮轮轴，也因此其电助力系统所占体积较大，且外型上较为突兀。

另一方面，电助力自行车大部分的动力来自于马达，因此马达与行星齿轮系统之间的配置关系，影响自行车性能甚剧，而如何更为精简及妥善地进行前述配置，则是本实用新型所着眼之处。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电助力自行车的后轮动力输出机构，以克服公知技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供的电助力自行车的后轮动力输出机构，包括：

一轮毂；

一轮轴，穿设于该轮毂；

一齿盘，可转动地轴设于该轮轴，该齿盘用以产生一第一驱动力；

一马达，位于该轮毂内，该马达用以在一减速单元减速后输出一第二驱动力；

一动力整合机构，包括一行星齿轮组及一输出行星支架，该行星齿轮组包括一太阳齿轮、若干行星齿轮及一环齿轮，该太阳齿轮由第一驱动力及第二驱动力其中一者所驱动，该环齿轮则由该第一驱动力及第二驱动力另一者所驱动，该些行星齿轮设置于该输出行星支架上，且各该行星齿轮分别与该太阳齿轮及环齿轮啮合，该行星齿轮组用以整合第一驱动力、第二驱动力后由该输出行星支架输出；以及

一单向器，连接于该轮毂及输出行星支架之间，用以令该轮毂仅能单向与该输出行星支架同步转动。

所述电助力自行车的后轮动力输出机构，其中，该行星齿轮组的太阳齿轮由第一驱动力所驱动，而该行星齿轮组的环齿轮则由第二驱动力所驱动。

所述电助力自行车的后轮动力输出机构，其中，该太阳齿轮具有一套筒部，于输出行星支架与套筒部之间具有一轴承，输出行星支架可相对该太阳齿轮转动。

所述电助力自行车的后轮动力输出机构，其中，该行星齿轮组的太阳齿轮由第二驱动力所驱动，而该行星齿轮组的环齿轮则由第一驱动力所驱动。

所述电助力自行车的后轮动力输出机构，其中，该马达包括一固设于轮轴的定子及一可相对该定子转动的转子，该减速单元包括一减速太阳齿轮、至少一减速行星齿轮、一减速环齿轮及一减速行星支架，该减速太阳齿轮与该转子同步转动，该减速行星齿轮分别与该减速太阳齿轮及该减速环齿轮啮合，该减速行星支架固设于该轮轴并用以定位该减速行星齿轮的位置，令该减速行星齿轮原地自转，该减速环齿轮与该行星齿轮组的环齿轮同步转动。

所述电助力自行车的后轮动力输出机构，其中，该马达包括一固设于轮轴的定子及一可相对该定子转动的转子，该减速单元包括一减速太阳齿轮、至少一减速行星齿轮、一减速环齿轮及一减速行星支架，该减速太阳齿轮与该转子同步转动，该减速行星齿轮分别与该减速太阳齿轮及该减速环齿轮啮合，该减速行星支架固设于该轮轴并用以定位该减速行星齿轮的位置，令该减速行星齿轮原地自转，该减速环齿轮与该行星齿轮组的太阳齿轮同步转动。

所述电助力自行车的后轮动力输出机构，其中，该输出行星支架包括一环体、数个设于该环体上并分别对应该些行星齿轮的插孔、数个分别设于该些行星齿轮轴心的轴承及数个插柱分别插设于该插孔与轴承之间，令各该行星齿轮可以该插柱为轴心自转。

由上述设计，本实用新型将马达及其减速机构妥善整合于轮毂之内，其所占体积较小，且扭力可得提升，故本实用新型为一整合性较佳的后轮动力输出机构。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的立体图。

图2是本实用新型第一实施例的分解图。

图3是本实用新型第一实施例的剖面图。

图4是本实用新型第二实施例的剖面图。

附图中主要组件符号说明：

轮毂10，主壳体11，端盖12，穿孔111、121，轮轴20，齿盘30，马达40，定子41，转子42，动力整合机构50，行星齿轮组51，太阳齿轮52，套筒部521，轴承522，行星齿轮53，环齿轮54，输出行星支架55，环体551，插孔552，轴承553，插柱554，单向器60，减速单元70，减速太阳齿轮71，减速行星齿轮72，减速环齿轮73，减速行星支架74，插柱75，轴承76。

具体实施

本实用新型提供了一种马达内装于后轮轮毂的电助力自行车的后轮动力输出机构，其包括一轮毂、一轮轴、一齿盘、一马达、一动力整合机构及一单向器。该轮轴穿设于该轮毂，该齿盘可转动地设于该轮轴并用以产生一第一驱动力，该马达位于该轮毂内并用以在一减速单元减速后输出一第二驱动力，该动力整合机构包括一行星齿轮组及一输出行星支架，该行星齿轮组包括一太阳齿轮、数个行星齿轮及一环齿轮，该太阳齿轮由第一驱动力及第二驱动力其中一者所驱动，该环齿轮则由该第一驱动力及第二驱动力另一者所驱动，该些行星齿轮设置于该输出行星支架上，且各该行星齿轮分别与该太阳齿轮及环齿轮啮合，该行星齿轮组用以整合第一、第二驱动力后由该输出行星支架输出，该单向器则连接于该轮毂及输出行星支架之间，用以令轮毂仅能单向与该输出行星支架同步转动。

以下将由二较佳实施例说明本实用新型的结构及其预期达成的功效，惟非用以限制本实用新型所欲保护的范畴。

请参考图1至图3。在本实用新型的第一实施例中，一种电助力自行车的后轮动力输出机构具有一轮毂10、一轮轴20、一齿盘30、一马达40、一动力整合机构50及一单向器60。

该轮毂10是用以与自行车的后轮连结，其可包括一主壳体11及一盖设于主壳体11的端盖12，该主壳体11及端盖12各别具有一穿孔111、121，于主壳体11及端盖12之间定义一容置空间，用以将大部分前述组件容置其内，惟轮轴20两端及齿盘30等组件则是位于轮毂10外侧。

该轮轴20穿设于该轮毂10，其两端穿设于穿孔111、121之外，而可供自行车的后上、下叉结合固定。

该齿盘30是可转动地设于该轮轴20，其具有多个链齿供自行车的链条绕设驱动以产生一第一驱动力；在其他可能实施例中，所述后轮动力输出机构也可以具有多个外径、齿数不一的齿盘，而提供多段变速功能。

该马达40位于该轮毂10内，该马达40具有一固设于该轮轴20的定子41及一可相对该定子41转动的转子42，该马达40可接收一供电源(例如安装于自行车上的蓄电池)所提供的电力，并将电能转换为转子42转动的动能，最后经由一减速单元70减速后输出一第二驱动力。

更明确地说，该减速单元70的用以传递转子42的动力，并以低于转子42的转速进行输出该第二驱动力，该减速单元70包括一减速太阳齿轮71、三减速行星齿轮72、一减速环齿轮73及一减速行星支架74，该减速太阳齿轮71的与该转子42同步转动，两者之间可以螺设、紧配或其他固定手段加以固定，各该减速行星齿轮72分别与减速太阳齿轮71与该减速环齿轮73啮合，该减速行星支架74固设于该轮轴20并用以定位该些减速行星齿轮72的位置，令该些减速行星齿轮72原地自转，所述定位可由插柱75及轴承76达成。

该动力整合机构50包括一行星齿轮组51及一输出行星支架55，该行星齿轮组51包括一太阳齿轮52、三行星齿轮53及一环齿轮54，该太阳齿轮52由第一驱动力及第二驱动力其中一者所驱动，该环齿轮54则由该第一驱动力及第二驱动力另一者所驱动，该些行星齿轮53设置于该输出行星支架55上，且各该行星齿轮53分别与该太阳齿轮52及环齿轮54啮合，该行星齿轮组51是用以整合第一、第二驱动力后由该输出行星支架55输出。

在本实施例中，该环齿轮54与该减速机构70的减速环齿轮73同步转动，两者可为一体成型，亦可为可拆分的部件而由其他固定手段结合。另外，该太阳齿轮52具有一套筒部521，而输出行星支架55与套筒部521之间具有一轴承522，令输出行星支架55可相对该太阳齿轮52滑顺转动；此外，该输出行星支架55可包括一环体551、三设于该环体551上的插孔552、三设于该行星齿轮53轴心的轴承553及三插柱554插设于该插孔552及轴承553之间，令该行星齿轮53可以该插柱554为轴心自转。

该单向器60连接于该轮毂10及输出行星支架55之间，于单向器60与轮毂10之间或单向器60与输出行星支架55之间可设有若干单向棘齿，用以令轮毂10仅能单向与该输出行星支架55同步转动。

另外，在图4所示第二实施例中，其结构大抵与第一实施例相同，主要不同之处在于，其与齿盘30同步转动的齿轮改为该环齿轮54，而与减速环齿轮73同步转动的齿轮则改为太阳齿轮52，此时该环齿轮54可受第一驱动力驱动，而太阳齿轮52则受第二驱动力驱动。

基于上述设计，本实用新型在动力整合机构50中，太阳齿轮52与环齿轮54的转速在不断变化的过程中，输出行星支架55的转速也将跟着改变，其动力整合关系如下列关系式所示：

N_sω_s+N_rω_r＝(N_s+N_r)ω_a；

其中，N表示齿数，ω表示转速，s表示太阳齿轮52，r表示环齿轮54，而a则表示输出行星支架55；也就是说，第一、第二驱动力经由太阳齿轮52及环齿轮54输入后，即被行星齿轮53动力整合而输出至输出行星支架55，并可由马达40转速的渐进调变而达成无段变速的目的。

基于上述动力整合关系可知，本实用新型第一实施例的特色在于，马达40经由减速单元70所输出的第二驱动力是传递至环齿轮54，由于环齿轮54的齿数较多，因此输出行星支架55的转速也将相对增加，故本实施例所提供的后轮动力输出机构具有较佳的加速性，适合于平地骑乘。

另一方面，本实用新型第二实施例的特色，在于上述第二驱动力是改输出至太阳齿轮52，由于太阳齿轮52的齿数较少，因此输出行星支架55的转速较低，但相对的其输出扭力会增加，因此第二实施例所提供的后轮动力输出机构较适于爬坡。

换言之，第一、第二实施例所揭示的态样皆有其适用之场合，使用者自可依需求而采用其中一实施例所揭示的后轮动力输出机构态样。

又，即便第一、第二实施例中，接受第一、第二驱动力的齿轮有所差异，惟两者的马达及减速机构都是设于轮毂之内，其体积较小，且内建的减速机构不易受外界干扰而故障，故两者均可满足实用上的需求。

由上所述者仅为本实用新型的较佳实施态样，其中各行星齿轮的数量以至少一个即为足够，另可于零件之间的适当位置设置轴承或限位件，且减速机构并不以行星齿轮系统为限，实用上也可改为其他适当的齿轮组，举凡此等未超脱本实用新型精神所作成之简易结构置换或变化，仍应属于本实用新型所欲保护的范畴。

Claims

1.一种电助力自行车的后轮动力输出机构，其特征在于，包括：

一轮毂；

一轮轴，穿设于该轮毂；

2.根据权利要求1所述电助力自行车的后轮动力输出机构，其中，该行星齿轮组的太阳齿轮由第一驱动力所驱动，而该行星齿轮组的环齿轮则由第二驱动力所驱动。

3.根据权利要求2所述电助力自行车的后轮动力输出机构，其中，该太阳齿轮具有一套筒部，于输出行星支架与套筒部之间具有一轴承，输出行星支架可相对该太阳齿轮转动。

4.根据权利要求1所述电助力自行车的后轮动力输出机构，其中，该行星齿轮组的太阳齿轮由第二驱动力所驱动，而该行星齿轮组的环齿轮则由第一驱动力所驱动。

5.根据权利要求4所述电助力自行车的后轮动力输出机构，其中，该太阳齿轮具有一套筒部，于输出行星支架与套筒部之间具有一轴承，输出行星支架可相对该太阳齿轮转动。

6.根据权利要求2所述电助力自行车的后轮动力输出机构，其中，该马达包括一固设于轮轴的定子及一可相对该定子转动的转子，该减速单元包括一减速太阳齿轮、至少一减速行星齿轮、一减速环齿轮及一减速行星支架，该减速太阳齿轮与该转子同步转动，该减速行星齿轮分别与该减速太阳齿轮及该减速环齿轮啮合，该减速行星支架固设于该轮轴并用以定位该减速行星齿轮的位置，令该减速行星齿轮原地自转，该减速环齿轮与该行星齿轮组的环齿轮同步转动。

7.根据权利要求4所述电助力自行车的后轮动力输出机构，其中，该马达包括一固设于轮轴的定子及一可相对该定子转动的转子，该减速单元包括一减速太阳齿轮、至少一减速行星齿轮、一减速环齿轮及一减速行星支架，该减速太阳齿轮与该转子同步转动，该减速行星齿轮分别与该减速太阳齿轮及该减速环齿轮啮合，该减速行星支架固设于该轮轴并用以定位该减速行星齿轮的位置，令该减速行星齿轮原地自转，该减速环齿轮与该行星齿轮组的太阳齿轮同步转动。

8.根据权利要求1所述电助力自行车的后轮动力输出机构，其中，该输出行星支架包括一环体、数个设于该环体上并分别对应该些行星齿轮的插孔、数个分别设于该些行星齿轮轴心的轴承及数个插柱分别插设于该插孔与轴承之间，令各该行星齿轮可以该插柱为轴心自转。