CN204452778U - 助力自行车的无段变速装置 - Google Patents

Abstract

一种助力自行车的无段变速装置，包含有：一行星齿轮组，主要具有一行星齿轮支架、设于该行星齿轮支架的多个双阶行星齿轮、一第一太阳齿轮、一第二太阳齿轮以及一内齿圈；以及一双电机马达，具有一外转子、一外定子、一内定子以及一内转子，该外定子环绕于该内定子外侧且与该内定子共同设于一定子支架，该内转子是设于该第二太阳齿轮，该外转子是设于该内齿圈；其中，该第一太阳齿轮是通过一单向器来与该自行车的踏力源连接，该行星齿轮支架是与该自行车的动力轮直接或间接的连接，该第二太阳齿轮是通过至少一轴承枢接于该曲柄轴或该后轮轴。

Description

助力自行车的无段变速装置

技术领域

本实用新型是与自行车的变速技术有关，特别是指一种助力自行车的无段变速装置。

背景技术

已知的自行车无段变速系统，大多使用行星齿轮组合来配合马达驱动及骑乘者踩踏驱动的动态，其主要是使太阳齿轮或行星齿轮支架分别连接于马达以及骑乘者的踩踏源，通过控制该马达的驱动速度大小来达到无段变速的效果。

在中国台湾TW 201404657号专利中，即揭露了一种动力系统，其主要即是利用两个马达来配合一行星齿轮组以达到对自行车提供无段变速的效果。然而，该案仅有一个马达是直接作用于行星齿轮组，而另一马达则是提供助力而用来协助脚踏力量，此种方式虽可辅助踩踏动作，但在提供助力的马达失效时，会有无段变速的驱动力过大而造成骑乘者踩踏时感受到反向力量的问题。

另外，在中国台湾I 360483号专利中，揭露了一种双行星齿轮组与双马达的传动系统，其虽然使两个马达分别驱动一行星齿轮组，而不会有前述先前技术的问题，然而，其结构复杂，体积极大，不容易被应用在自行车上，而若此种架构使用小体积的马达，则又会有驱动力不足的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的乃在于提供一种助力自行车的无段变速装置，其可在结构上较先前技术更为精简，体积更小，而同样达到利用双马达提供助力及无段变速的效果。

缘是，依据本实用新型所提供的一种助力自行车的无段变速装置，包含有：一行星齿轮组，主要具有一行星齿轮支架、设于该行星齿轮支架的多个双阶行星齿轮、一第一太阳齿轮、一第二太阳齿轮以及一内齿圈，其中各该双阶行星齿轮是由同轴且同动的一大齿轮以及一小齿轮所组成，该第一太阳齿轮是啮接于该多个双阶行星齿轮的小齿轮，该第二太阳齿轮是啮接于该多个双阶行星齿轮的大齿轮；以及一双电机马达，具有一外转子、一外定子、一内定子以及一内转子，该外定子环绕于该内定子外侧且与该内定子共同设于一定子支架，该内转子是设于该第二太阳齿轮，该外转子是设于该内齿圈，且该外转子、该外定子、该内定子、该内转子、该第一太阳齿轮以及该第二太阳齿轮之间的空间关系乃是以一自行车的曲柄轴或后轮轴为轴心而同轴；其中，该第一太阳齿轮是通过一单向器来与该自行车的踏力源连接而受到该踏力源的带动而旋转，该行星齿轮支架是与该自行车的动力轮直接或间接的连接而在旋转时带动该动力轮，该第二太阳齿轮是通过至少一轴承枢接于该曲柄轴或该后轮轴。

由此，可利用该双电机马达提供助力及无段变速的效果，并且在结构上较先前技术更为精简，体积更小。

附图说明

为进一步说明本实用新型的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1是本实用新型第一较佳实施例的剖视示意图。

图2是本实用新型第二较佳实施例的剖视示意图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术特点所在，兹举以下的较佳实施例并配合附图说明如后，其中：

如图1所示，本实用新型第一较佳实施例所提供的一种助力自行车的无段变速装置10，主要由一行星齿轮组11、一双电机马达21所组成，其中：

该行星齿轮组11，主要具有一行星齿轮支架12、设于该行星齿轮支架12的多个双阶行星齿轮14，一第一太阳齿轮16、一第二太阳齿轮17以及一内齿圈18，其中各该双阶行星齿轮14是由同轴且同动的一大齿轮141以及一小齿轮142所组成，该第一太阳齿轮16是啮接于该多个双阶行星齿轮14的小齿轮142，该第二太阳齿轮17是啮接于该多个双阶行星齿轮14的大齿轮141。于本实施例中，各该双阶行星齿轮14的大齿轮141及小齿轮142是一体成形。

该双电机马达21，具有一外转子22、一外定子23、一内定子26以及一内转子27，该外定子23环绕于该内定子26外侧且与该内定子26共同设于一定子支架29，该内转子27是设于该第二太阳齿轮17，该外转子22是设于该内齿圈18，且该外转子22、该外定子23、该内定子26、该内转子27、该第一太阳齿轮16以及该第二太阳齿轮17之间的空间关系乃是以一自行车(图中未示)的曲柄轴91或后轮轴97(示于第2图)为轴心而同轴。

其中，该第一太阳齿轮16是通过一单向器161来与该自行车的踏力源93连接而受到该踏力源93的带动而旋转，该行星齿轮支架12是与该自行车的动力轮(图中未示，于本第一实施例中以后轮为例)直接或间接的连接而在旋转时带动该动力轮，该第二太阳齿轮17是通过多个轴承171枢接于该曲柄轴91或该后轮轴97。设置轴承的数量是依实际需求及轴承的规格而定，一个或多个均可。

于本第一实施例中，该外转子22、该外定子23、该内定子26、该内转子27、该第一太阳齿轮16以及该第二太阳齿轮17之间的空间关系是以该曲柄轴91为轴心而同轴。该踏力源93是为连接于该曲柄轴91的踏板931，该第一太阳齿轮16是通过该单向器161设于该曲柄轴91，该定子支架29是固设于该自行车，该行星齿轮支架12是连接于该自行车的中置齿盘95并通过一链条(图中未示)来与该自行车的动力轮间接的连接。

此外，于本实施例中，该内转子27与该内定子26的组合是定义为助力马达，该外转子22与该外定子23的组合是定义为变速马达。

以上说明了本第一实施例的架构，接下来说明本第一实施例的操作状态。

请再参阅图1，在骑乘者踩踏时，是通过该踏力源93带动该曲柄轴91转动，并通过该单向器161的作用而单向带动该第一太阳齿轮16，该第一太阳齿轮16的转动即带动该多个双阶行星齿轮14转动，该多个双阶行星齿轮14即带动该第二太阳齿轮17以及该内齿圈18转动。此时，由于该助力马达(即该内定子26与该内转子27的组合)所提供的驱动力是作用于该第二太阳齿轮17进而带动该多个双阶行星齿轮14，因此，该助力马达所提供的驱动力即可与踩踏力量产生关联，进而可以达到提供助力的效果。而由于该变速马达(即该外转子22与该外定子23的组合)所提供的驱动力是作用于该内齿圈18，因此该内齿圈18的转速即会影响该多个双阶行星齿轮14的移动速度，亦即影响该行星齿轮支架12的转速，因此即影响了驱动该动力轮的速度，亦即，变化该内齿圈18的速度即可改变变速比，而达到无段变速的效果。由此可知，通过本第一实施例的架构，不仅可利用该助力马达提供踩踏的助力，还能通过该变速马达来提供无段变速的效果。

而由于该助力马达与该变速马达是分为内外而同轴于该曲柄轴91，且各该双阶行星齿轮14是同动而可以在制作上做在一起，因此，整体组装后，在结构上较先前技术更为精简，体积更小。

请再参阅图2，本实用新型第二较佳实施例所提供的一种助力自行车的无段变速装置30，主要概同于前揭第一实施例，不同之处在于：

该外转子42、该外定子43、该内定子46、该内转子47、该第一太阳齿轮36以及该第二太阳齿轮37之间的空间关系是以该后轮轴97为轴心而同轴，该踏力源93是为一齿盘932通过一链条(图中未示)来与自行车踏板(图中未示)连接，且该齿盘932是通过多个轴承933枢设于该后轮轴97，该第一太阳齿轮36是通过一单向器361设于该齿盘932，该定子支架49是固设于该后轮轴97，该行星齿轮支架32是连接于该自行车的后轮毂98来与该自行车的动力轮直接的连接，其中，该自行车的后轮毂98是通过一轴承981枢设于该后轮轴97，且通过另一单向器982设于该齿盘932。此外，该第二太阳齿轮37是通过多个轴承371枢接于该后轮轴97。

本第二实施例的架构在操作时的状态说明如下。

请再参阅图2，在骑乘者踩踏时，是通过该踏板带动链条进而带动该齿盘932转动，进而通过该单向器361的作用而单向带动该第一太阳齿轮36，该第一太阳齿轮36的转动即带动该多个双阶行星齿轮34转动，该多个双阶行星齿轮34即带动该第二太阳齿轮37以及该内齿圈38转动。此时，由于该助力马达(即该内定子46与该内转子47的组合)所提供的驱动力是作用于该第二太阳齿轮37进而带动该多个双阶行星齿轮34，因此，该助力马达所提供的驱动力即可与踩踏力量产生关联，进而可以达到提供助力的效果。而由于该变速马达(即该外转子42与该外定子43的组合)所提供的驱动力是作用于该内齿圈38，因此该内齿圈38的转速即会影响该多个双阶行星齿轮34的移动速度，亦即影响该行星齿轮支架32的转速，因此即影响了驱动该自行车后轮毂98(即动力轮)的速度，亦即，变化该内齿圈38的速度即可改变变速比，而达到无段变速的效果。

其中，该齿盘932是通过两个单向器361，982分别连接于该第一太阳齿轮361以及该后轮毂98，在骑乘的过程中，如果踩踏驱转该齿盘932的转速大于或等于该行星齿轮支架32的转速，则骑乘者会感到踩踏有施力的感觉，而如果踩踏驱转该齿盘932的转速小于该行星齿轮支架32的转速，则骑乘者会感到空踩的感觉。

本第二实施例的其余结构及所能达成的功效是概同于前揭第一实施例，容不再予赘述。

Claims (4)

1.一种助力自行车的无段变速装置，其特征在于，包含有：

一行星齿轮组，主要具有一行星齿轮支架、设于该行星齿轮支架的多个双阶行星齿轮、一第一太阳齿轮、一第二太阳齿轮以及一内齿圈，其中各该双阶行星齿轮由同轴且同动的一大齿轮以及一小齿轮所组成，该第一太阳齿轮啮接于该多个双阶行星齿轮的小齿轮，该第二太阳齿轮啮接于该多个双阶行星齿轮的大齿轮；以及

一双电机马达，具有一外转子、一外定子、一内定子以及一内转子，该外定子环绕于该内定子外侧且与该内定子共同设于一定子支架，该内转子设于该第二太阳齿轮，该外转子设于该内齿圈，且该外转子、该外定子、该内定子、该内转子、该第一太阳齿轮以及该第二太阳齿轮之间的空间关系是以一自行车的曲柄轴或后轮轴为轴心而同轴；

其中，该第一太阳齿轮通过一单向器来与该自行车的踏力源连接而受到该踏力源的带动而旋转，该行星齿轮支架与该自行车的动力轮直接或间接的连接而在旋转时带动该动力轮，该第二太阳齿轮通过至少一轴承枢接于该曲柄轴或该后轮轴。

2.依据权利要求1所述的助力自行车的无段变速装置，其特征在于，其中：该外转子、该外定子、该内定子、该内转子、该第一太阳齿轮以及该第二太阳齿轮之间的空间关系是以该曲柄轴为轴心而同轴时，该踏力源是为连接于该曲柄轴的踏板，该第一太阳齿轮通过该单向器设于该曲柄轴，该定子支架固设于该自行车，该行星齿轮支架连接于该自行车的中置齿盘并通过一链条来与该自行车的动力轮间接的连接。

3.依据权利要求1所述的助力自行车的无段变速装置，其特征在于，其中：该外转子、该外定子、该内定子、该内转子、该第一太阳齿轮以及该第二太阳齿轮之间的空间关系是以该后轮轴为轴心而同轴时，该踏力源为一齿盘通过一链条来与自行车踏板连接，且该齿盘通过至少一轴承枢设于该后轮轴，该第一太阳齿轮通过该单向器设于该齿盘，该定子支架固设于该后轮轴，该行星齿轮支架连接于该自行车的后轮毂来与该自行车的动力轮直接的连接。

4.依据权利要求1所述的助力自行车的无段变速装置，其特征在于，其中：该内转子与该内定子的组合是定义为助力马达，该外转子与该外定子的组合是定义为变速马达。