CN2251526Y - 自行车电力辅助驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自行车电力辅助驱动装置，其主要是由一机壳、一电机、预定数目的行星轮组及齿环所构成，机壳内部贯穿轴向固设一曲柄心轴，该电机及行星轮组均轴向固定在曲柄心轴上，曲柄心轴与前齿盘相接处及行星轮组与前齿盘相接处各设有一单向限制构件，电机转动后，经过行星轮组减速，即能适当辅助骑乘者驱动自行车前进。本实用新型电机与脚踏动力输出端同轴，可减少传动动力的耗损，体积亦可做小，以达到轻量化的目的。

Description

自行车电力辅助驱动装置

本实用新型涉及一种自行车驱动电机，尤其涉及一种自行车电力辅助驱动装置。

自行车以其轻便又不会造成污染，单靠人力踩动即能达到行动之目的，在现代各种交通工具中，仍是相当受到大众所喜爱，尤其是现今环保意识增强的社会中，不会产生污染的电动车及自行车正是未来车种发展之趋向，因此，自行车产业在研发自行车性能的同时，因应世界潮流所需，兼且根据实际可行性，遂可产生电动电机辅助驱动自行车。

中国台湾专利公报公告第202003号公开了一种题为：“可拆卸的电单车电机与车身结构”的专利，其主要是在五通管下方设有一壳体，该壳体内则设有一蜗轮减速机，壳体上方设有一电机，该电机传输动力经过蜗轮减速机减速后，转动壳体一侧的齿盘，再以此齿盘带动键条，驱动后齿轮使自行车前进。

通常，一般自行车行驶道路时，若是由该构造驱动自行车，确实有相当良好辅助带动前进的效果，但是，上述已知技术由于该电机的心轴转动时，必需经过减速机减速以增加旋转扭力，以便容易带动自行车前进，而电机心轴方向与曲柄心轴方向呈垂直，即，电机心轴传动的角度是经过90度旋转减速后带动曲柄心轴转动，故其电机传动效率在此转折90度传动时就有较大动力的损失，因此这种电机带动自行车前进的效果受到影响；再者，设计自行车当以轻量化为追求重点，上述机构中独立器件过多，该电机与减速机构均为独立的个体，构件多而复杂且极占空间，对骑乘者而言反而形成一种负担。

本实用新型的目的在于提供一种改进的自行车电力辅助驱动装置，它可以减少电机传达动力的损耗，整个所需空间亦可缩小。

本实用新型的目的是这样实现的：一种自行车电力辅助驱动装置，安装于自行车上，可驱动前齿盘带动自行车前进，其主要包括有：

一机壳，所述的机壳是位于自行车前齿盘侧边的中空壳体，为左右两壳体所组成，其内部形成有一中空部，该左壳体中央处凸设有一套管，左右两壳体中心则各贯设有一套孔，右壳体的套孔轴向固定设有一套筒，该套筒外缘与前齿盘一体相连接，其中央处贯设有一轴孔，而该套筒的内缘则凸设有卡齿，套筒内轴向固定设有一曲柄心轴，该曲柄心轴贯穿中空部，其对应套筒预定位置处设有一单向限制构件，该单向限制构件为一棘齿轮构件，其上设有棘齿，顺时旋转时恰可卡抵该套筒的卡齿而带动前齿盘转动；

一电机，所述的电机为一位于所述机壳中空部内的磁体，该电机的定子由矽钢片绕上线圈所组成，其中心贯设有一套孔，固设于左壳体的套管上，该电机的转子是呈杯盘状的筒体，其内侧凹设有一透空部，该透空部周缘由磁石所构成，转子受定子磁场变化而可转动，而转子外侧中央处凸设有一太阳轮，转子的中心贯设有一中心孔，该中心孔恰可使该电机套固在曲柄心轴上；

预定数目的行星轮组，所述的行星轮组为依序排列且轴向固定在曲柄心轴上的齿轮组，具有一托架及数行星轮，行星轮设在该托架内侧外缘预定位置处，位于内部的行星轮组，其托架外侧中央处均设有一太阳轮，使该行星轮恰可与电机或前一组行星轮组的太阳轮相啮合，而在最外侧动力输出端的行星轮组，其托架外侧中央处则设有一单向限制构件，该单向限制构件亦为一棘齿轮构件，棘齿方向与曲柄心轴上的单向限制构件相同，其恰可与机壳的套筒相配合；

一齿环，所述的齿环是套固在机壳中空部内周的内齿轮，且恰可与行星轮组的行星轮相互啮合，使行星轮组可稳定运转。

本实用新型自行车电力辅助驱动装置由于采用外转子的电机构造，并且轴向固定在曲柄心轴上，直接以曲柄心轴为轴心，没有其它间接传动装置(如伞形齿轮)，不用经过90度转向传动或者以另外的心轴传递电机动力，因此在整个系统传动效率上比同类型产品更能减少电机转矩输出的损失；而且，本实用新型电机与减速机构等构件都安装在一机壳内，使整个传动系统紧密结合在一起，整体的体积大幅缩小，构件简单而不占空间，具有轻量化的优点及隐藏性的特性。

下面结合附图详细说明本实用新型的较佳实施例，从中也可以看出本实用新型的其它的目的和优点。

图1是根据本实用新型提出的自行车电力辅助驱动装置整体的位置图。

图2是根据本实用新型提出的自行车电力辅助驱动装置的分解立体图。

图3是根据本实用新型提出的自行车电力辅助驱动装置组合后的纵剖视图。

图4是根据本实用新型提出的自行车电力辅助驱动装置中行星轮动作示意图。

图5是根据本实用新型提出的自行车电力辅助驱动装置的单向限制构件动作示意图。

现结合附图将本实用新型的较佳实施例详细说明如下。

请参见图1，本实用新型提出的自行车电力辅助驱动装置，以装设于上管1的电池2电力作为驱动的能源，用一控制器3可控制本实用新型呈开、关或预定的状态，该控制器3可设置在自行车任一位置处，在本实用新型中安置在自行车的下管4上，使本实用新型可驱动前齿盘5带动自行车前进。

请参见图2、图3，本实用新型主要包括有：

一机壳10，所述的机壳10位于前齿盘5的左侧边处，它由一左壳体11及一右壳体12组成中空壳体，其内部形成有一中空部13，左壳体11及右壳体12外侧的中心各贯设有一套孔111和121，该左壳体11中央处向中空部13内凸设有一套管14，该右壳体12的套孔121内则轴向固设有一套筒15，该套筒15是外缘与前齿盘5一体相连接的中空管体，其中央处贯设有一轴孔151，套筒15的内缘则凸设有数卡齿152，套筒15内轴向固设有一曲柄心轴16，该曲柄心轴16贯穿中空部13，其对应套筒15预定位置处设有一单向限制构件17，该单向限制构件17为一棘齿轮构件，其上则设有数棘齿171；

一电机20，所述的电机20是位于所述机壳10中空部13左侧端的磁体，电机20的定子21由矽钢片绕上线圈所组成，在定子21中心贯设有一中心孔211，该中心孔211恰可套固在左壳体11的套管14上，使定子21固定在机壳10内；而电机20的转子22是呈杯盘状的筒体，其左侧凹设有一透空部211，该透空部221周缘由磁石所构成，使转子22受定子21的磁场变化而转动，在转子22中心处亦贯设有一中心孔222，该中心孔222可使该转子22轴向固定在曲柄心轴16上，而转子22外侧中央处则设有一太阳轮23；

预定数目的行星轮组30，所述的行星轮组30是具有一托架31及若干行星轮32的齿轮组，在本实施例中，设有依序排列内外二组行星轮组30，内外两组行星轮组30的托架31是呈圆盘状的板体，在托架31中心贯设有一轴孔33，该轴孔33恰可使行星轮组30轴向固定在曲柄心轴16上，共有三个行星轮32分别枢设在该托架31内侧周缘在三个角端上，内行星轮组30是行星轮32恰可与所述电机20的太阳轮23相啮合，在行星轮32的外侧中央处亦设有一太阳轮34，而外侧行星轮组30的行星轮32则恰与内侧行星轮组30的太阳轮34相啮合，在外侧行星轮组30的外侧中央处设有一单向限制构件35，该单向限制构件35亦为一棘齿轮构件，其上的棘齿351与曲柄心轴16上单向限制构件17的棘齿171方向同向，且该单向限制构件35恰套入该套筒15的轴孔151并与其相配合；

一齿环40，该齿环40为一套固在机壳10中空部13内周的内齿轮，且恰可与行星轮组30的行星轮32相互啮合，使行星轮组30可稳定运转。

请参见图4，本实用新型的电机20轴向固定在曲柄心轴16上，电机20转子22受到定子21电磁力而转动，转子22上的太阳轮23亦同时顺时针转动，内侧行星轮组30与该太阳轮23相啮合的行星轮32亦可转动，但其方向却是逆时针旋转，由于行星轮32外环与定止不动的齿环40相啮合，故行星轮32逆时针旋转时，即带动托架31以曲柄心轴16为中心朝顺时针方向旋转，该托架31上的太阳轮34亦同时顺时针旋转，再带动下一组行星轮组30；

请见图5，本实用新型曲柄心轴16穿设于机壳10的中央处，除了通过所述的单向限制构件17可单向传动所述的套筒15外，与机壳10内的各组件均无连动。而当电机20动力传达到最外侧的行星轮组30时，因该行星轮组30外侧设有单向限制构件35，该单向限制构件35亦可单向转动该套筒15，使与套筒15一体连接的前齿盘5转动而带动自行车前进。两单向限制构件17和35的棘齿171、351皆为同向，其不同之处在于单向限制构件17是固接在曲柄心轴16上，即控制人力踩动踏板6驱动前齿盘5的动作；而单向限制构件35是固设于最外侧的行星轮组30上，即控制电机20输出动力驱动前齿盘5的动作。也就是说，当骑乘者需要辅助动力时，即可打开该控制器3呈开状态，使电机20获得电力而顺着顺时针方向转动，经过行星轮组30转动减速后，最外层行星轮组30的单向限制构件35顺时针转动，单向限制构件35的棘齿351恰卡抵到套筒15的卡齿152，而套筒15与前齿盘5一体连接，故带动前齿盘5旋转，使自行车得以前进。此时，套筒15顺时针转动对单向限制构件17而言，单向限制构件17的棘齿171对套筒15无卡抵作用而呈空转的状态，即电机20驱动前齿盘5时，并不会连曲柄心轴16也一起带动，而不会干扰骑乘者踩动踏板6的动作；反之亦如是，在控制器3呈关状态电机20未启动时，骑乘者踩动踏板6使曲柄心轴16转动，并带动单向限制构件17转动且由单向限制构件17带动套筒15转动，从而驱动与套筒15连接成一体的前齿轮5带动自行车前进，机壳10内部各组件如电机20、行星轮组30均不为其所带动，因而不会增加骑乘者的负担；而当骑乘者与本实用新型一同驱动前齿盘5带动自行车前进时，大部份的路阻均由本实用新型在驱动前齿盘5时所克服，换句话说，骑乘者在行驶相同路面的情况时，可以以较小的出力便能让自行车前进，达到辅助驱动的目的。

以上说明了本实用新型的较佳实施例，本领域的普通技术人员在理解了本实用新型的精神实质之后，可对此作出各种修改和变化，而不致脱离本实用新型的范围。

Claims (4)

1.一种自行车电力辅助驱动装置，安装于自行车上，可驱动前齿盘带动自行车前进，其特征在于，所述的自行车电力辅助驱动装置主要包括有：

一机壳(10)，所述的机壳(10)是一位于自行车前齿盘(5)侧边的中空壳体，内部形成有一中空部(13)，左右两侧边各贯设有一套孔(111)和(121)，右侧的套孔(121)轴向固定一套筒(15)，该套筒(15)恰与自行车前齿盘(5)一体连接，套筒(15)内轴向固定设有一曲柄心轴(16)，该曲柄心轴(16)贯穿中空部(13)，在其对应套筒(15)预定位置处则设有一单向限制构件(17)；

一电机(20)，所述电机(20)是一位于机壳(10)中空部(13)内的磁体，电机(20)的定子(21)固定设置在机壳(10)内，转子(22)外侧中央处设有一太阳轮(23)，转子(22)中心贯设有一中心孔(222)，该中心孔(222)恰可使该转子(22)轴向固定在曲柄心轴(16)上；

诸行星轮组(30)，所述的行星轮组(30)为依序排列且轴向固定在曲柄心轴(16)上的齿轮组，具有一托架(31)及诸行星轮(32)，行星轮(32)枢设在该托架(31)内侧外缘预定位置处，位于内侧的行星轮组(30)，其托架外侧中央处皆设有一太阳轮(34)，使该行星轮(32)恰可与电机(20)或前一组行星轮组(30)的太阳轮(34)相啮合，而在最外侧动力输出端的行星轮组(30)，其托架(31)外侧中央处则设有一单向限制构件(35)，该单向限制构件(35)恰可与机壳的套筒(15)相啮合；以及

一齿环(40)，所述齿环(40)为一套固在机壳(10)中空部(13)内周的内齿轮，且恰可与行星轮组(30)的行星轮(32)相互啮合，使行星轮组(30)可稳定运转。

2.如权利要求1所述的自行车电力辅助驱动装置，其特征在于，所述的电机(20)的转子(22)是呈杯盘状的筒体，其内侧凹设有一透空部(221)，该透空部(221)周缘由磁石所构成，且可容置所述的定子(21)，该定子(21)由矽钢片绕上线圈所组成。

3.如权利要求1所述的自行车电力辅助驱动装置，其特征在于，所述的行星轮组(30)的托架(31)是呈圆盘状的板体，其三个角端各可枢设一行星轮(32)。

4.如权利要求1所述的自行车电力辅助驱动装置，其特征在于，所述的套筒(15)贯设有一轴孔(151)，轴孔(151)内周凸设有数卡齿(152)，所述的单向限制构件(17)采用棘齿轮，其上设有可卡抵套筒(15)的卡齿(152)而单向传动的棘齿(171)。

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