CN202966574U - 中轴无段变速输出机构 - Google Patents

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林书弘
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Abstract

一种中轴无段变速输出机构,包括一心轴、一马达、一齿盘传动座、一齿盘及一变速机构,该变速机构包括:一心轴输入盘,一第一单向轴承,一马达输出座,至少一行星齿轮,若干传动销轴,一环齿轮,由于该变速机构整体形成一减速比大的少齿差行星齿轮系统,因此马达动力可不经减速直接输入该变速机构。

Description

中轴无段变速输出机构
技术领域
[0001] 本实用新型是关于一种自行车的动力输出机构,特别是关于一种自行车中轴的无段变速输出机构。
背景技术
[0002] 部分电助力自行车会在中轴设有动力输出机构,该机构可混合脚踏动力与马达动力来带动齿盘进行输出,且一般而言,在自行车前进所受阻力越大的场合,会希望增加减速比来达到省力的目的,而在所受阻力较小的场合,则希望降低减速比来增加速度,如果转速比的变化过程是连续性的,即称为无段变速。
[0003] 但是,当动力输出机构的变速系统的整体减速比偏低时,马达的动力输出便需通过另一减速系统预先进行减速,如此即可能导致该动力输出机构之整体体积、重量增加。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种变速机构的减速比较大的中轴无段变速输出机构,令马达动力无须经过减速机构即可直接传递至变速机构,据此减少整体体积及重量。
[0005] 为实现上述目的,本实用新型提供的中轴无段变速输出机构,包括:
[0006] 一心轴,供一对曲柄所传递的脚踏动力驱动而旋转;
[0007] 一马达,具有一可受电力驱动旋转的转子;
[0008] 一齿盘传动座,与该心轴成同轴;
[0009] 一齿盘,同轴设于该齿盘传动座;以及
[0010] 一变速机构,将转子及心轴所输入的动力传递至齿盘传动座;
[0011] 其中,该变速机构包括:
[0012] 一心轴输入盘,与该心轴成同轴,该心轴输入盘具有若干第一销孔;
[0013] 一第一单向轴承,设于心轴与心轴输入盘之间,令心轴仅在一相对转动方向上带动心轴输入盘一并转动;
[0014] —马达输出座,可转动地同轴设于心轴,该马达输出座具有至少一偏心部;
[0015] 至少一行星齿轮,可转动地套设于偏心部且具有若干行星齿及若干插孔;
[0016] 若干传动销轴,分别插设于其中一第一销孔及各该行星齿轮的其中一插孔,各该插孔的轮廓略大于各该传动销轴的外径;以及
[0017] 一环齿轮,同轴设于心轴并与齿盘传动座连动,该环齿轮具有若干内齿以啮合于该些行星齿。
[0018] 所述的中轴无段变速输出机构,其中该马达输出座的至少一偏心部包括一第一偏心部及一第二偏心部,该至少一行星齿轮包括一第一行星齿轮及一第二行星齿轮,该第一行星齿轮可转动地套设于第一偏心部,该第二行星齿轮可转动地套设于第二偏心部。
[0019] 所述的中轴无段变速输出机构,其中第一、第二偏心部的中心分别位于该心轴轴心的相对两侧。[0020] 所述的中轴无段变速输出机构,其中该变速机构包括一支撑盘,可转动地同轴设于该马达输出座,该支撑盘具有若干第二销孔,该些传动销轴分别插设于其中一第二销孔。
[0021] 所述的中轴无段变速输出机构,包括一第二单向轴承,设于心轴与齿盘传动座之间,令心轴仅在一相对转动方向上带动齿盘传动座一并转动;
[0022] 其中,该变速机构包括一第三单向轴承,设于转子及马达输出座之间,令转子仅在一相对转动方向上带动马达输出座一并转动。
[0023] 所述的中轴无段变速输出机构,其中各该行星齿轮的行星齿数较环齿轮的内齿数少I至12齿。
[0024] 本实用新型的中轴无段变速输出机构中,由于该变速机构整体形成一减速比大的少齿差行星齿轮系统,因此马达动力可不经减速直接输入该变速机构,从而本实用新型的中轴无段变速输出机构不需额外配置减速机构,如此即大幅减少整体体积及重量,俾符合产业界之轻量化趋势。
附图说明
[0025] 图1是本实用新型较佳实施例的立体图。
[0026] 图2是本实用新型较佳实施例的分解图。
[0027] 图3是本实用新型较佳实施例的剖面图。
[0028] 图4是图3的4-4剖面图。
[0029] 图5是图3的5-5剖面图。
[0030] 附图中主要组件符号说明:
[0031] 心轴10 ;马达20 ;定子21 ;磁铁22 ;转子23 ;齿盘传动座30 ;第二单向轴承40 ;齿盘50 ;变速机构60 ;心轴输入盘61 ;第一销孔611 ;第一单向轴承62 ;马达输出座63 ;第一偏心部631 ;第二偏心部632 ;第三单向轴承64 ;行星齿轮651、652 ;轴承653、654 ;行星齿655,656 ;插孔657、658 ;传动销轴66 ;环齿轮67 ;内齿671 ;支撑盘68 ;第二销孔681 ;壳体70 ;曲柄80 ;轴心C。
具体实施方式
[0032] 本实用新型提供的中轴无段变速输出机构,其包括一心轴、一马达、一齿盘传动座、一第二单向轴承、一齿盘及一变速机构,该心轴供一对曲柄所传递的脚踏动力驱动而旋转,该马达具有一可受动力驱动旋转的转子,该齿盘传动座与该心轴成同轴,该第二单向轴承设于心轴与齿盘传动座之间,令心轴仅在一相对转动方向上带动齿盘传动座一并转动,该齿盘系同轴设于齿盘传动座,该变速机构则将转子及心轴所输入的动力传递至齿盘传动座。其中,该变速机构包括一心轴输入盘、一第一单向轴承、一马达输出座、一第三单向轴承、至少一行星齿轮、若干传动销轴及一环齿轮,该心轴输入盘与心轴成同轴且具有若干第一销孔,该第一单向轴承设于心轴与心轴输入盘之间,令心轴仅在一相对转动方向上带动心轴输入盘一并转动,该马达输出座可转动地同轴设于心轴,该马达输出座具有至少一偏心部,该第三单向轴承设于转子及马达输出座之间,令转子仅在一相对转动方向上带动马达输出座一并转动,该行星齿轮可转动地套设于偏心部且具有若干行星齿及若干插孔,该些传动销轴分别插设于其中一第一销孔及各该行星齿轮的其中一插孔,各该插孔的轮廓略大于各该传动销轴外径,该环齿轮同轴设于心轴并与齿盘传动座连动,该环齿轮具有若干内齿用以啮合于该些行星齿。
[0033] 由于该变速机构整体形成一减速比大的少齿差行星齿轮系统,因此马达动力可不经减速直接输入该变速机构,从而本实用新型的中轴无段变速输出机构不需额外配置减速机构,如此即大幅减少整体体积及重量,以符合产业界的轻量化趋势。
[0034] 以下结合附图对本实用新型作详细描述。
[0035] 请参阅图1至图3,在本实用新型的较佳实施例中,一种自行车的中轴无段变速输出机构包括一心轴10、一马达20、一齿盘传动座30、一第二单向轴承40、一齿盘50、一变速机构60及一壳体70用以包覆马达20、第二单向轴承40及变速机构60等组件。
[0036] 该心轴10两端是供可同步转动地连接一对曲柄80,该对曲柄80可传递使用者所施加的脚踏动力而驱动心轴10旋转。
[0037] 该马达20具有一定子21、若干磁铁22及一可受电力驱动旋转的转子23。
[0038] 该齿盘传动座30是与该心轴10成同轴,该第二单向轴承40是设于心轴10与齿盘传动座30之间,令心轴10仅在一相对转动方向上带动齿盘传动座30 —并转动,例如心轴10相对齿盘传动座30正转时可经由第二单向轴承40传输动力至齿盘传动座30,而当心轴10相对齿盘传动座30反转时则不经由第二单向轴承40传输动力至齿盘传动座30。
[0039] 该齿盘50是同轴且同步转动地设于齿盘传动座30而供炼条(未绘示)绕设,由此将动力传送至自行车后轮(未绘示)。
[0040] 该变速机构60是将转子23及心轴10所输入的动力传递至齿盘传动座30。更明确地说,该变速机构60包括一心轴输入盘61、一第一单向轴承62、一马达输出座63、一第三单向轴承64、至少一行星齿轮651、652、若干传动销轴66及一环齿轮67。
[0041] 该心轴输入盘61是与心轴10成同轴,且该心轴输入盘61具有若干环绕心轴10排列的第一销孔611。
[0042] 该第一单向轴承62是设于心轴10与心轴输入盘61之间,令心轴仅在一相对转动方向(例如相对正转)带动心轴输入盘61 —并转动。
[0043] 该马达输出座63可转动地同轴设于心轴10,该马达输出座63具有至少一偏心部,例如一如图4所不的第一偏心部631及一如图5所不的第二偏心部632,其中第一、第二偏心部631、632于垂直心轴10的剖面具有圆形轮廓,且第一、第二偏心部631、632的中心较佳地是分别位于心轴10轴心C的相对两侧,换言之,该轴心C为第一、第二偏心部631、632的对称中心。
[0044] 该第三单向轴承64是设于转子23及马达输出座63之间,令转子23仅在一相对转动方向(例如相对正转)带动马达输出座63 —并转动。
[0045] 该至少一行星齿轮651、652较佳地包括一第一行星齿轮651及一第二行星齿轮652,该第一行星齿轮651可通过轴承653而可转动地套设于第一偏心部631,该第二行星齿轮652则可通过轴承654而可转动地套设于第二偏心部632,该第一、第二行星齿轮651、652具有若干行星齿655、656及若干插孔657、658。
[0046] 该些传动销轴66是分别插设于其中一第一销孔611及各该行星齿轮651、652的其中一插孔657、658,各该插孔657、658的轮廓略大于各该传动销轴66的外径。
[0047] 该环齿轮67则同轴设于心轴10并与齿盘传动座30连动,该环齿轮67具有若干内齿671而用以啮合于该些行星齿655、656。
[0048] 除此之外,为了提高传动销轴66的稳固性,本实用新型的变速机构60还可以包括一支撑盘68,该支撑盘68是可转动地同轴设于马达输出座63且具有若干第二销孔681,该些传动销轴66即可分别插设于其中一第二销孔681以提高稳固性。
[0049] 由上述设计,当脚踏动力及马达动力分别经由心轴10及转子23传递至变速机构60时,心轴10会通过第一单向轴承62带动心轴输出盘61同步转动,心轴输出盘61则由传动销轴66驱动第一、第二行星齿轮651、652进行「自转」,而转子23则通过第三单向轴承64带动马达输出座63同步转动,马达输出座63的第一、第二偏心部631、632即可分别推动第一、第二行星齿轮651、652进行「公转」;换言之,脚踏动力及马达动力可被同步汇入行星齿轮651、652,而行星齿655、656则与内齿671啮合并驱动环齿轮67转动,进而带动齿盘传动座30及齿盘50旋转并输出动力,其中变速机构60整体的减速比则是由心轴10及转子23的转速决定。
[0050] 由于本实用新型应用少齿差行星齿轮系统作为变速机构,其构造较为简单且整体减速比较大,因此马达动力无须经由其他的减速机构即可直接输出至变速机构,故该中轴无段变速输出机构的整体体积、重量都可大幅降低。其中,各该行星齿轮651、652的行星齿655、656数较环齿轮67的内齿671数少I至12齿为佳,若齿数差越少,则减速比越大,但需注意齿轮间的齿形干涉及振动问题,而若齿数差较多时,则减速比越小,但相对的齿轮间的齿形干涉与振动越小;而若齿数差超过12齿,因减速比较小,则马达20可能需要额外搭配减速机构另行降速。
[0051 ] 另一方面,在自行车刚起步或马达20并未运转的场合,脚踏动力可由曲柄80传动至心轴10,此时心轴10会通过第二单向轴承40直接驱动齿盘传动座30而使齿盘50连带转动俾进行动力输出。于此同时,心轴10虽也会驱动心轴输入盘61,并通过传动销轴66及行星齿轮651、652带动马达输出座63转动,惟此时第三单向轴承64可发挥作用而令转子23保持静止。当然,在确保马达20可以持续运转的场合,该第二、第三单向轴承40、64也可以省略不设。
[0052] 需说明的是,本实用新型的变速机构只要有一组以上的偏心部及行星齿轮即可传输动力,且原则上越多组偏心部及行星齿轮的动力传输稳定性会越好,但组数过多容易有体积、重量增加的问题,因此以本实施例中具有两组对称的偏心部及行星齿轮的组合为较佳。
[0053] 最后,必须再次说明的是,本实用新型于前述实施例中所揭示的构成组件仅为举例说明,并非用来限制本实用新型的范围,其他等效组件的替代或变化,亦应为本实用新型申请的权利要求范围所涵盖。

Claims (6)

1.一种中轴无段变速输出机构,其特征在于,包括: 一心轴,供一对曲柄所传递的脚踏动力驱动而旋转; 一马达,具有一可受电力驱动旋转的转子; 一齿盘传动座,与该心轴成同轴; 一齿盘,同轴设于该齿盘传动座;以及 一变速机构,将转子及心轴所输入的动力传递至齿盘传动座; 其中,该变速机构包括: 一心轴输入盘,与该心轴成同轴,该心轴输入盘具有若干第一销孔; 一第一单向轴承,设于心轴与心轴输入盘之间,令心轴仅在一相对转动方向上带动心轴输入盘一并转动; 一马达输出座,可转动地同轴设于心轴,该马达输出座具有至少一偏心部; 至少一行星齿轮,可转动地套设于偏心部且具有若干行星齿及若干插孔; 若干传动销轴,分别插设于其中一第一销孔及各该行星齿轮的其中一插孔,各该插孔的轮廓略大于各该传动销轴的外径;以及 一环齿轮,同轴设于心轴并与齿盘传动座连动,该环齿轮具有若干内齿以哨合于该些行星齿。
2.根据权利要求1所述的中轴无段变速输出机构,其特征在于,其中该马达输出座的至少一偏心部包括一第一偏心部及一第二偏心部,该至少一行星齿轮包括一第一行星齿轮及一第二行星齿轮,该第一行星齿轮可转动地套设于第一偏心部,该第二行星齿轮可转动地套设于第二偏心部。
3.根据权利要求2所述的中轴无段变速输出机构,其特征在于,其中第一、第二偏心部的中心分别位于该心轴轴心的相对两侧。
4.根据权利要求1所述的中轴无段变速输出机构,其特征在于,其中该变速机构包括一支撑盘,可转动地同轴设于该马达输出座,该支撑盘具有若干第二销孔,该些传动销轴分别插设于其中一第二销孔。
5.根据权利要求1所述的中轴无段变速输出机构,其特征在于,包括一第二单向轴承,设于心轴与齿盘传动座之间,令心轴仅在一相对转动方向上带动齿盘传动座一并转动; 其中,该变速机构包括一第三单向轴承,设于转子及马达输出座之间,令转子仅在一相对转动方向上带动马达输出座一并转动。
6.根据权利要求1所述的中轴无段变速输出机构,其特征在于,其中各该行星齿轮的行星齿数较环齿轮的内齿数少I至12齿。
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