CN207045594U - 一种电动自行车传动装置和配置该装置的电动自行车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电动自行车传动装置和配置该装置的电动自行车，其中电动自行车传动装置包括：中轴；同轴固定在中轴上的第一锥形齿轮；连接后驱轮毂电机的第二锥形齿轮；与第一锥形齿轮啮合的第三锥形齿轮；与第二锥形齿轮啮合的第四锥形齿轮；固定连接在第三锥形齿轮和第四锥形齿轮之间的传动轴。第二锥形齿轮的轴向一侧制有轴向向内延伸、且与固定在所述后驱轮毂电机的电机外壳上的花鼓相匹配的花鼓套接孔。本申请适用范围广，既能够保证中轴与车辆后轮的稳定稳定传动，又避免了传统的链条式传动装置在使用时容易断裂损坏，误伤使用者，污损使用者衣物，需要经常维护的问题。

Description

一种电动自行车传动装置和配置该装置的电动自行车

技术领域

本申请涉及一种电动自行领域，具体涉及一种电动自行车传动装置和配置该装置的电动自行车。

背景技术

现有电动自行车的传动装置均为链条式传动，比如搭载后驱轮毂电机的电动自行车，其中轴与后驱轮毂电机之间通过链条(和链轮)传动连接，中轴的两端连接曲柄，曲柄端部连接脚踏。在实际应用时，电动模式下，后驱轮毂电机通电运行而直接带动后轮转动，使车辆前行；人力骑行模式下，骑行者踩踏脚踏，而通过曲柄带动中轴旋转，中轴在通过链条带动轮毂电机的外壳转动，电机外壳带动自行车后轮转动而使车辆前行。

上述这种链条式传动装置存在以下缺点：传动链条易断裂损坏，而且容易误伤使用者，同时容易污损使用者衣物，而且需要经常维护。

于是，本申请设计了一款非链条传动机构来传动连接电动自行的曲柄和后驱轮毂电机，并向中国专利局提交了发明专利申请。但是原设计方案需要专门设计特殊结构的(非标件)、用于连接后驱轮毂电机和锥形传动齿轮的单向离合器，这种单向离合器制作困难，生产成本高且难以装配。

发明内容

本申请目的是：为了克服上述问题，提供一种适用范围广的电动自行车传动装置和配置该装置的电动自行车。

本申请的技术方案是：一种电动自行车传动装置，包括：

枢转连接于电动自行车的车架上、且两端用于连接所述曲柄的中轴，

同轴固定在所述中轴上的第一锥形齿轮；

连接所述后驱轮毂电机的第二锥形齿轮；

与所述第一锥形齿轮啮合连接的第三锥形齿轮；

与所述第二锥形齿轮啮合连接的第四锥形齿轮；以及

固定连接在所述第三锥形齿轮和所述第四锥形齿轮之间的传动轴，并且所述传动轴、所述第三锥形齿轮和所述第四锥形齿轮同轴布置；

所述第二锥形齿轮的轴向一侧制有轴向向内延伸、且与固定在所述后驱轮毂电机的电机外壳上的花鼓相匹配的花鼓套接孔。

本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

还包括连接在所述车架上的轴套，所述传动轴通过支撑轴承旋转设置于所述轴套内。

所述轴套由自前而后依次可拆卸连接的前驱动外壳、前连接座、套管、后连接座和后驱动外壳构成，所述前驱动外壳和所述后驱动外壳均与所述车架固定。

所述后驱动外壳与所述第二锥形齿轮设置有支撑轴承。

所述套管与所述前连接座通过套管前端外管壁上设置的外螺纹和前连接座内设置的内螺纹螺纹连接，所述套管与所述后连接座通过套管后端外管壁上设置的外螺纹和后连接座内设置的内螺纹螺纹连接，并且所述套管上所述前端外管壁上的外螺纹与所述套管上所述后端外管壁上的外螺纹旋向相反。

所述前驱动外壳内形成有一横向贯通的中轴安装孔，所述中轴通过支撑轴承旋转穿设于所述中轴安装孔中。

所述中轴上安装有位于该中轴与所述前驱动外壳之间的力矩传感器，所述力矩传感器与所述后驱轮毂电机电路连接。

所述的车架包括平叉、连接在所述平叉前部的五通管以及连接在所述平叉后部的后钩爪，所述前驱动外壳穿设于所述五通管中并锁紧固定。

本申请所提出的这种电动自行车，包括车架，还包括上述结构的电动自行车传动装置。

本申请的优点是：

1、本申请在电动自行车上设置无链条的轴传动装置来连接电动车自行车的中轴和后驱轮毂电机，并在中轴上安装力矩传感器，在传动装置与后驱轮毂电机连接处设置单向离合器，既保证了中轴与车辆后轮的稳定传动，又避免了传统的链条式传动装置在使用时容易断裂损坏，误伤使用者，污损使用者衣物，需要经常维护的问题。

2、第二锥形齿轮的轴向一侧制有轴向向内延伸的花鼓套接孔，花鼓连接孔周向固定地套接在后驱轮毂电机自带的花鼓外，如此实现第二锥形齿轮与后驱轮毂电机的连接。第二锥形齿轮上设置的花鼓套接孔与市场上所售花鼓的结构和尺寸完全匹配，从而使该传动装置适用于连接各种后驱轮毂电机，大大提高了其适用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中电动自行车传动装置的结构示意图(局部剖视)；

其中：1-车架，101-平叉，102-五通管，103-后钩爪，2-中轴，3-后驱轮毂电机，301-电机主轴，302-电机外壳，303-花鼓，4-第一锥形齿轮，5-第二锥形齿轮，501-花鼓套接孔，6-第三锥形齿轮，7-第四锥形齿轮，8-传动轴，9-支撑轴承，10-前驱动外壳，11-前连接座，12-套管，13-后连接座，14-后驱动外壳。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

图1示出了本申请这种电动自行车传动装置的一个具体实施例，该传动装置用于连接电动自行车的曲柄和后驱轮毂电机3，以使得骑行者能通过踩踏脚踏带动曲柄转动，进而将曲柄的转动传递给后驱轮毂电机3的电机壳，进而带动与电机壳固定的自行车后轮转动，使自行车前行。

在图1中，所述后驱轮毂电机3为通常使用的的后驱轮毂电机无异，其包括：电机外壳302，旋转穿设于电机外壳中且固定于车架1上的电机主轴301，以及旋转套设在电机主轴301外、且与电机外壳302相连接的花鼓303。电机外壳302由通过螺栓锁紧连接在一起的壳体302a和端盖302b构成，电机的机芯部分设于电机外壳302内。花鼓303具有单向离合功能，而且花鼓303可在市场上购买组装至电机上，其为标准件。其中电机外壳302与自行车后轮固定，而且大多数情况下该电机外壳通常直接作为后轮的轮毂。

需要说明的是，在以往的链条式传动结构中，上述花鼓303上通常会连接后链轮，该后链轮与固定在自行车中轴上的前牙盘通过链条连接，骑行者正向踩踏脚踏带动曲柄转动后，依次通过前牙盘、链条、花鼓、电机外壳带动自行车后轮转动，使自行车前行。而骑行者反向踩踏曲柄时，花鼓处于分离状态，电机外壳不会受到扭转力作用。

与本申请人之前设计的方案相同的是，该传动装置也包括：中轴2、第一锥形齿轮4、第二锥形齿轮5、第二锥形齿轮5、第二锥形齿轮5和传动轴8。其中：

中轴2旋转连接(通过中间部件间接连接，非直接连接)在电动自行车的车架1上。实际应用时，中轴2的两端连接曲柄，曲柄端部设置脚踏。后驱轮毂电机3安装在车架1上，并且其位于中轴2的后方。

第一锥形齿轮4同轴固定在中轴2上，二者可为分体式结构，也可以做成一体式结构。

第二锥形齿轮5同轴套设在电机主轴301外并且能够围绕电机主轴301转动，而且该第二锥形齿轮5与后驱轮毂电机3相连。

第三锥形齿轮6与第一锥形齿轮4啮合连接，而第四锥形齿轮7与第二锥形齿轮5啮合连接。

传动轴8固定连接在第三锥形齿轮6和第四锥形齿轮7之间，并且传动轴8与第三锥形齿轮6和第四锥形齿轮7同轴布置，即三者同轴布置而且相互固定。

本实施例的关键改进在于，所述第二锥形齿轮5与所述后驱轮毂电机3的连接方式为：第二锥形齿轮5的轴向一侧制有轴向向内延伸的花鼓套接孔501(其孔径为电机主轴直径的数倍)，该花鼓连接孔501周向固定地套接在花鼓303外。如此，利用电机外壳上自带的花鼓来实现第二锥形齿轮5和电机外壳的单向锁紧连接，无需额外设置特殊结构的单向离合器。

制造该传动装置时，只需根据市场上所售的标准件花鼓的结构和尺寸，来设计花鼓套接孔501的结构和尺寸，使而且完全匹配。这样就能够使得该传动装置适用于连接各种后驱轮毂电机，大大提高了其适用范围。

实际应用时，在中轴2两端连接曲柄，并在曲柄上安装脚踏，后驱轮毂电机3的电机外壳(作为车辆后轮的轮毂)与车辆后轮同轴连接。骑行者正向踩踏脚踏而通过曲柄带动中轴2旋转，中轴2再依次通过上述第一锥形齿轮4、第三锥形齿轮6、传动轴8、第四锥形齿轮7和第二锥形齿轮5的传递带动花鼓303转动，此时花鼓303处于锁紧状态，其带动电机外壳转动，进而是自行车后轮转动，实现自行车前行。而在电动模式下，后驱轮毂电机3通电运行而通过机芯带动电机外壳绕电机主轴转动，此时花鼓303处于松开状态，并不会带动第二锥形齿轮5和中轴2转动。

为了保证上述无链条传动机构的结构稳定性，同时避免传动轴8直接裸露在环境中存在安全隐患，本实施例还设置了连接在车架1上的轴套，传动轴8通过支撑轴承9旋转设置于该轴套内。

在本实施例中，上述轴套并非一整体式结构，而是由自前而后依次可拆卸连接的前驱动外壳10、前连接座11、套管12、后连接座13和后驱动外壳14构成，其中，前驱动外壳10和后驱动外壳14均与车架1固定，而前连接座11、套管12和后连接座13与车架1之间隔有所述前驱动外壳10和后驱动外壳14，前连接座11、套管12和后连接座13与车架1不直接连接。该轴套采用这种分体连接式结构，主要是为了无链条传动机构上各零部件的装配。

进一步地，上述前连接座11、套管12和后连接座13之间的可拆卸连接方式为螺纹连接，具体来说：套管12与前连接座11是通过设于套管12前端外管壁上的外螺纹和设于前连接座11内的内螺纹配合连接的，套管12与后连接座13通过设于套管12后端外管壁上的外螺纹和设于后连接座13内的内螺纹配合连接的。并且，套管12上前端外管壁上的外螺纹与套管12上后端外管壁上的外螺纹旋向相反，这样，只需转动套管12，便能够使前连接座11和后连接座13相互靠近/相互远离，如此可使得该无链条传动机构在装配至车架上之后小幅调节轴套的长度。

上述后驱动外壳14与第二锥形齿轮5之间也设置有支撑轴承9，以保证二者装配位置的稳定性。

上述前驱动外壳10内形成有一横向贯通的中轴安装孔，上述中轴2通过支撑轴承9旋转穿设于该中轴安装孔中。

此外，所述中轴2上还安装了位于该中轴与前驱动外壳10之间的力矩传感器，该力矩传感器通过线路与后驱轮毂电机3电路连接。实际应用时，该力矩传感器能够感应中轴2受到的扭转力矩，并根据其感应到的中轴扭转力矩大小来调节后驱轮毂电机3的输出功率。

上述力矩传感器为霍尔力矩传感器，其主要由固定在中轴2上的磁环以及通过扭转变形套管固定在中轴上的霍尔组件构成，其中霍尔组件的感应端正对着磁环布置。

与传统电动自行车车架相同的是，图1中的车架1也包括车辆的平叉101、连接在该平叉前部的五通管102以及连接在平叉后部的后钩爪103，其中，上述前驱动外壳10穿设于所述五通管102中并且二者锁紧固定，电机主轴301锁紧固定在所述后钩爪103上。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动自行车传动装置，用于传动连接电动自行车的曲柄和后驱轮毂电机(3)，其包括：

枢转连接于车架(1)上、且两端用于连接所述曲柄的中轴(2)，

同轴固定在所述中轴(2)上的第一锥形齿轮(4)；

用于连接所述后驱轮毂电机(3)的第二锥形齿轮(5)；

与所述第一锥形齿轮(4)啮合连接的第三锥形齿轮(6)；

与所述第二锥形齿轮(5)啮合连接的第四锥形齿轮(7)；以及

固定连接在所述第三锥形齿轮和所述第四锥形齿轮之间的传动轴(8)，并且所述传动轴(8)、所述第三锥形齿轮(6)和所述第四锥形齿轮(7)同轴布置；

其特征在于，所述第二锥形齿轮(5)的轴向一侧制有轴向向内延伸、且与固定在所述后驱轮毂电机(3)的电机外壳(302)上的花鼓(303)相匹配的花鼓套接孔(501)。

2.根据权利要求1所述的电动自行车传动装置，其特征在于，该电动自行车传动装置还包括连接在所述车架(1)上的轴套，所述传动轴(8)通过支撑轴承(9)旋转设置于所述轴套内。

3.根据权利要求2所述的电动自行车传动装置，其特征在于，所述轴套由自前而后依次可拆卸连接的前驱动外壳(10)、前连接座(11)、套管(12)、后连接座(13)和后驱动外壳(14)构成，所述前驱动外壳(10)和所述后驱动外壳(14)均与所述车架(1)固定。

4.根据权利要求3所述的电动自行车传动装置，其特征在于，所述后驱动外壳(14)与所述第二锥形齿轮(5)设置有支撑轴承(9)。

5.根据权利要求3所述的电动自行车传动装置，其特征在于，所述套管(12)与所述前连接座(11)通过套管(12)前端外管壁上设置的外螺纹和前连接座(11)内设置的内螺纹螺纹连接，所述套管(12)与所述后连接座(13)通过套管(12)后端外管壁上设置的外螺纹和后连接座(13)内设置的内螺纹螺纹连接，并且所述套管(12)上所述前端外管壁上的外螺纹与所述套管(12)上所述后端外管壁上的外螺纹旋向相反。

6.根据权利要求3所述的电动自行车传动装置，其特征在于，所述前驱动外壳(10)内形成有一横向贯通的中轴安装孔，所述中轴(2)通过支撑轴承(9)旋转穿设于所述中轴安装孔中。

7.根据权利要求6所述的电动自行车传动装置，其特征在于，所述中轴(2)上安装有位于该中轴与所述前驱动外壳(10)之间的力矩传感器，所述力矩传感器与所述后驱轮毂电机(3)电路连接。

8.根据权利要求3所述的电动自行车传动装置，其特征在于，所述的车架(1)包括平叉(101)、连接在所述平叉前部的五通管(102)以及连接在所述平叉后部的后钩爪(103)，所述前驱动外壳(10)穿设于所述五通管(102)中并锁紧固定。

9.一种电动自行车，包括车架(1)，其特征在于，还包括如权利要求1～8中任一所述的电动自行车传动装置。