TWI427225B - 整合直流無刷馬達之六速內變速器 - Google Patents

Description

整合直流無刷馬達之六速內變速器

本發明涉及一種傳動裝置，尤其是一種整合直流無刷馬達之六速內變速器。

目前現有技術直流無刷馬達與變速箱為分別獨立設計與製造，並利用聯軸器或其他動力傳輸元件而結合，其具有下列缺點：

1.分離式設計導致效率不佳：現有技術需要聯軸器或動力傳輸元件連接直流無刷馬達與變速箱，動力的傳輸路徑過長，並增加因摩擦力而導致的機械能損耗，整體效率不佳。

2.笨重且體積大：分離式設計造成直流無刷馬達與變速箱結合後過於笨重且體積大，不利於安裝於其他機具內。

3.動態平衡不佳：現有技術的直流無刷馬達的轉軸與變速箱的行星齒輪及輸出軸為非共軸的設計，運轉時動態平衡不佳，容易震動。

4.運轉時過大的震動及噪音：現有技術直流無刷馬達與變速箱結合後並運轉時，頓轉轉矩與轉矩漣波過大，有易造成震動與噪音問題。

為解決現有技術直流無刷馬達與變速箱為分離式設計，存有效率不佳、笨重且體積大、動態平衡不佳及過大震動及噪音的不足與限制，本發明的目的在於提供一種整合直流無刷馬達之六速內變速器，其將直流無刷馬達單元與內變速單元加以整合，成為一體式的機電整合裝置，因此，本發明不需要增設現有技術的聯軸器或動力傳輸元件，可降低因摩擦力而導致的機械能損耗，並縮減動力的傳輸路徑，致使整體效率提高。

本發明所運用的技術手段在於提供一種整合直流無刷馬達之六速內變速器，包括：一輪轂單元，其包括一中空的殼體及一軸向貫穿該殼體的主軸，該殼體設有一馬達端、一齒盤端、一驅動齒面及一傳動齒面；該馬達端及該齒盤端分別位於該殼體的兩相對側，該驅動齒面及該傳動齒面呈環形並徑向形成於該殼體的內壁面；一直流無刷馬達單元，位於該殼體內並鄰近該馬達端，該直流無刷馬達單元設有一轉筒；該轉筒套設於該主軸，該轉筒設有一呈軸向凹陷狀且朝向該齒盤端的一滑塊凹槽；一內變速單元，其設於該殼體內並由該直流無刷馬達單元起至該殼體的齒盤端依序包括一調速組、一齒輪組及一移動組；該調速組包括一嚙合筒及一套設於主軸的調速滑塊；該嚙合筒呈可轉動狀態並能夠與該殼體的驅動齒面嚙合；該調速滑塊可軸向滑動地套設於該主軸並位於該嚙合筒內，該調速滑塊能夠嚙合該嚙合筒的內壁面及該滑塊凹槽的內壁面；該齒輪組套設於該主軸並與該傳動齒面及該嚙合筒分別嚙合；該移動組可軸向滑動地套設於該主軸；以及一齒盤單元，其可轉動地插設於該殼體，其中該移動組能夠與該齒盤單元的內壁面及該齒輪組的內壁面嚙合。

所述的整合直流無刷馬達之六速內變速器，其中該嚙合筒包括一筒體及複數個樞設於該筒體外周面的筒爪。

所述的整合直流無刷馬達之六速內變速器，其中該調速組包括一切換件及一調速環；該切換件可軸向滑動地套於該主軸並於兩相對端分別形成環凸狀的一環凸端及一環齒端；該調速環可滑動地套設於該切換件並位於該環凸端及該環齒端之間。

所述的整合直流無刷馬達之六速內變速器，其中該齒輪組包括二減速組件、一第一行星座、一第二行星座、複數個行星軸及複數個座爪，各減速組件包括一套設於該主軸的太陽齒輪及複數個嚙合於相對應太陽齒輪的行星齒輪；各太陽齒輪相對於該主軸呈可轉動狀態，該二太陽齒輪於相向的一端面設有一輪槽，於各輪槽的內壁面設有一呈環形的太陽齒面；其中，該切換件貫穿相鄰的太陽齒輪且該切換件的環齒端可選擇地與該二太陽齒面嚙合；各行星齒輪與該嚙合筒的內壁面嚙合，各減速組件的行星齒輪分別與另一個減速組件的行星齒輪一體連結；該第一行星座及該第二行星座分別位於該齒輪組的兩相對側；該第一行星座鄰近於該調速環並位於該嚙合筒內；該第二行星座於朝向該齒盤端的一側設有呈軸向凹陷狀的座槽；該複數個行星軸的數量與各減速組件的複數個行星齒輪的數量相同且各行星軸貫穿各減速組件的相對應行星齒輪，各行星軸的兩端分別固設於該第一行星座及該第二行星座；該複數個座爪設於該第二行星座的外周面且呈可擺動狀態；該複數個座爪與該傳動齒面嚙合。

所述的整合直流無刷馬達之六速內變速器，其中該移動組設有一移動件，該移動件呈可軸向滑動的狀態，該移動件的兩相對端分別形成一環凸狀的結合齒端，該二結合齒端的其中一個能夠與該座槽的內壁面嚙合。

所述的整合直流無刷馬達之六速內變速器，其中該直流無刷馬達單元包括一不導磁元件、一定子、一轉筒及一轉子；該不導磁元件套固於該主軸；該定子套固於該不導磁元件，該定子於外周面設有一定子齒面；該轉子固設於該轉筒的內壁面且與該定子具有一間距。

本發明所提供的整合直流無刷馬達之六速內變速器，可以獲得的具體效益及功效增進至少包括：

1.一體式設計提高整體效率：本發明將直流無刷馬達單元與內變速單元加以整合，成為一體式的機電整合裝置，因此，本發明不需要增設現有技術的聯軸器或動力傳輸元件，可降低因摩擦力而導致的機械能損耗，並縮減動力的傳輸路徑，致使整體效率提高。

2.輕量化及體積縮減：本發明省去現有技術的馬達的外殼，並將直流無刷馬達單元的相關元件與內變速單元結合，構造上較現有技術設計更為緻密精簡，組成機件更為簡化，能夠節省空間、具有輕量化與體積小的優勢，在維修上更行簡便。

3.良好的動態平衡特性：本發明的齒輪組及直流無刷馬達單元相對於主軸而言是呈共軸且平衡配置，使得本發明在運轉時具有更佳的動態平衡特性。

4.有效抑制運轉時的震動及噪音：本發明在定子的外周面設有定子齒面，定子齒面的齒形與齒數與轉筒齒面的齒形與齒數相同，使兩者為一體式加工成形，在此進一步說明一體式加工成形：一般馬達定子矽鋼片為沖壓成形，因此本發明的一體式加工成形主要是將一塊矽鋼片進行沖壓加工時，會產生內部所需要的定子形狀，以及廢料的部份，本發明將廢料部分加以利用，將其堆疊成轉筒的齒形的厚度；定子齒面提供定子做為盲槽設計之用，可降低直流無刷馬達單元的頓轉轉矩與轉矩漣波，有效抑制震動與噪音問題。

5.電力輸入模式與人力輸入模式的六段變速功能：本發明的第一檔至第三檔為電力輸入模式，可呈現高速檔位，第四檔至第六檔為人力輸入模式，可呈現低速檔位；本發明能夠有兩種不同的輸入模式並達到六段變速，實用性極佳。

為能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如后：本發明所提供的一種整合直流無刷馬達之六速內變速器的較佳實施例，如圖1、圖3及圖4所示，包括：一輪轂單元10、一直流無刷馬達單元20、一內變速單元30及一齒盤單元40等元件，其中：如圖2、圖3及圖5所示，該輪轂單元10包括一中空且大致呈圓筒狀的殼體11、一固設於該殼體11的一端的第一側蓋12、一位於該殼體11的另一端的第二側蓋13及一軸向貫穿該殼體11、該第一側蓋12及該第二側蓋13的主軸14，該殼體11設有一馬達端111、一齒盤端112、一驅動齒面113及一傳動齒面114；該馬達端111及該齒盤端112分別位於該殼體11的兩相對側，該驅動齒面113及該傳動齒面114呈環形並徑向形成於該殼體11的內壁面；該殼體11能夠以該主軸14為軸心(主軸14不轉動)而呈相對轉動的狀態；該主軸14包括一直桿141及複數個套設於該直桿141的軸承142。

如圖2、圖3及圖5所示，該直流無刷馬達單元20位於該殼體11內並鄰近該馬達端111，該直流無刷馬達單元20包括一不導磁元件21、一定子22、一轉筒23及一轉子24；該不導磁元件21大致呈圓筒狀並套固於該主軸14；該定子22大致呈環盤狀並套固於該不導磁元件21，該定子22於外周面設有一定子齒面221；該轉筒23套設於該主軸14並利用相對應的軸承142而呈可轉動狀態，該轉筒23於兩相對側分別設有呈軸向凹陷狀的一轉子凹槽231及一滑塊凹槽232；於該滑塊凹槽232的內壁面設有一呈環形的轉筒齒面233；該轉子24包括複數個永久磁石，該轉子24固設於該轉子凹槽231的內壁面並圍繞於該定子22外，該轉子24與該定子22具有一間距；因此，當電流輸入直流無刷馬達單元20時，轉子24與定子22之間的磁斥力量能夠驅動轉筒23轉動。

本發明的直流無刷馬達單元20除了定子齒面221外皆為現有技術，其包括永久磁鐵(就也是轉子24)(Ferrite magnet,Br=0.76T,μr=1.26)、矽鋼片、繞組線徑(1.024mm)、導體電流(3條)與匝數(36匝)、額定電流(14.814A)…等元件，其詳細結構在此不詳細描述。

如圖2至圖4所示，該內變速單元30設於該殼體11內並由該直流無刷馬達單元20起至該殼體11的齒盤端112依序包括一調速組31、一齒輪組32及一移動組33；如圖2、圖3及圖5所示，該調速組31包括一嚙合筒311、一調速滑塊312及一滑塊彈簧313、一切換件314、一調速環315、一切換件彈簧316及二限止環317；該嚙合筒311呈可轉動狀態，該嚙合筒311與該轉筒23具有一間距並包括一筒體3111及複數個樞設於該筒體3111外周面的筒爪3112；各筒爪3112能夠與該殼體11的驅動齒面113嚙合，藉此，該嚙合筒311能夠帶動該殼體11轉動；該調速滑塊312可軸向滑動地套設於該主軸14並位於該嚙合筒311內，該調速滑塊312設有一滑塊齒面3121、一置放槽3122及一筒爪溝3123，該滑塊齒面3121設於該調速滑塊312朝向該直流無刷馬達單元20的一端的外周面，該滑塊齒面3121能夠與該轉筒齒面233及該嚙合筒311的內壁面嚙合，藉此，該調速滑塊312能夠與該轉筒23及該嚙合筒311連動；該置放槽3122呈軸向凹陷狀；該筒爪溝3123徑向設於該調速滑塊312的外周面；該滑塊彈簧313套設於該主軸14並位於該滑塊凹槽232內，該滑塊彈簧313的兩端分別抵於該調速滑塊312及該滑塊凹槽232的底部；該切換件314可軸向滑動地套於該主軸14並於兩相對端分別形成環凸狀的一環凸端3141及一環齒端3142；該環凸端3141位於該置放槽3122內；切換件314的內壁面設有與主軸14的凸塊凹凸配合的凹槽，因此切換件314可以在主軸14上滑動而不會轉動；該調速環315可滑動地套設於該切換件314並位於該環凸端3141及該環齒端3142之間；該切換件彈簧316位於該置放槽3122內並套設於該主軸14；請進一步參看圖7，該二限止環317套固於該主軸14並分別與該切換件314的兩相對側具有一距離；該切換件彈簧316位於該置放槽3122內且該切換件彈簧316的兩端分別抵靠於相對應的限止環317及該環凸端3141。

如圖4、圖6及圖7所示，該齒輪組32包括二減速組件321、一第一行星座322、一第二行星座323、複數個行星軸324及複數個座爪325，各減速組件321包括一套設於該主軸14的太陽齒輪3211及複數個嚙合於相對應太陽齒輪3211的行星齒輪3212；各太陽齒輪3211相對於該主軸14呈可轉動狀態，該二太陽齒輪3211於相向的一端面設有一輪槽，於各輪槽的內壁面設有一呈環形的太陽齒面3213；其中，該切換件314貫穿相鄰的太陽齒輪3211且該切換件314的環齒端3142可選擇地與該二太陽齒面3213嚙合；各行星齒輪3212與該嚙合筒311的內壁面嚙合，各減速組件321的行星齒輪3212分別與另一個減速組件321的行星齒輪3212一體連結並定義為一複合行星齒輪；該第一行星座322及該第二行星座323分別位於該齒輪組32的兩相對側；該第一行星座322鄰近於該調速環315並位於該嚙合筒311內；該第二行星座323於朝向該齒盤端112的一側設有呈軸向凹陷狀的座槽3231；其中，將鄰近於該第一行星座322的減速組件321定義為一第一減速組件，鄰近於該第二行星座323的減速組件321定義為一第二減速組件，該第一減速組件的太陽齒輪3211的直徑大於該第二減速組件的太陽齒輪3211的直徑；該第一減速組件的各行星齒輪3212的直徑小於該第二減速組件的各行星齒輪3212的直徑；該複數個行星軸324的數量與各減速組件321的複數個行星齒輪3212的數量相同且各行星軸324貫穿各減速組件321的相對應行星齒輪3212，各行星軸324的兩端分別固設於該第一行星座322及該第二行星座323；該複數個座爪325設於該第二行星座323的外周面且呈可擺動狀態；該複數個座爪325與該傳動齒面114嚙合；該移動組33套設於該主軸14並鄰近於該齒盤端112，該移動組33包括一移動件331及二限位彈簧332，該移動件331呈可軸向滑動的狀態，該移動件331的兩相對端分別形成一環凸狀的結合齒端3311，該二結合齒端3311的其中一個能夠與該座槽3231的內壁面嚙合，該二限位彈簧332分別位於該移動件331的兩相對側。

如圖2、圖4及圖6所示，該齒盤單元40包括一齒盤軸承41、一齒盤座42及一齒盤43，該齒盤軸承41固設於該殼體11的內壁面，該齒盤座42插固於該齒盤軸承41並設有一呈軸向貫穿狀的穿孔及一位於該穿孔的內壁面且呈環形的輸出齒面421，該齒盤43位於該殼體11外並套固於該齒盤座42；其中，該第二側蓋13軸向嵌固於該齒盤座42。

如圖7至圖12所示，為本發明進行六段變速的剖面圖，茲分別說明如下：電力輸入模式：如圖7至圖9所示，本發明的第一檔至第三檔是屬於電力輸入模式，是將電流輸入直流無刷馬達單元20，讓轉子24與定子22之間的磁斥力量驅動轉筒23轉動。

一、第一檔：

(一)位置設定：如圖7所示，調速環315朝馬達端111的方向移動並推動切換件314及調速滑塊312朝馬達端111的方向移動，使調速滑塊312的滑塊齒面3121分別與轉筒齒面233及筒體3111的內壁面嚙合；藉此，轉筒23能夠與嚙合筒311連動；切換件314的環齒端3142嚙合於第一減速組件的太陽齒面3213，所以第一減速組件的太陽齒輪3211相對於主軸14與相對應的行星齒輪3212呈不轉動狀態；也就是說，行星齒輪3212是嚙合於靜止的第一減速組件的太陽齒輪3211而轉動；而筒爪3112此時呈內縮狀態而不與驅動齒面113嚙合，而座爪325與傳動齒面114嚙合；移動件331朝馬達端111的方向移動，此時移動件331的結合齒端3311不與齒盤座42的輸出齒面421嚙合；

(二)傳動過程：最後，當電流輸入直流無刷馬達單元20時，轉子24與定子22之間的磁斥力量能夠驅動轉筒23、調速滑塊312及嚙合筒311轉動；由於行星齒輪3212與嚙合筒311的內壁面嚙合，所以行星齒輪3212能夠被嚙合筒311驅動而繞著第一減速組件的太陽齒輪3211而轉動；而轉動的行星齒輪3212透過行星軸324使得第二行星座323轉動，第二行星座323轉動時能夠利用座爪325與傳動齒面114的嚙合使殼體11轉動。

二、第二檔：

(一)位置設定：如圖8所示，大致與第一檔相同，不同的是，讓調速環315朝齒盤端112的方向移動。由於滑塊彈簧313及切換件彈簧316的伸張力量，能夠分別推動調速滑塊312與切換件314緊抵調速環315並同時朝齒盤端112的方向移動；並且，由於切換件314的位移使得切換件314的環齒端3142移動至、並嚙合於第二減速組件的太陽齒面3213；也就是說，行星齒輪3212是嚙合於靜止的第二減速組件的太陽齒輪3211而轉動。

(二)傳動過程：大致與第一檔相同，不同的是，行星齒輪3212能夠被嚙合筒311驅動而繞著第二減速組件的太陽齒輪3211而轉動；而轉動的行星齒輪3212透過行星軸324使得第二行星座323轉動。

三、第三檔：

(一)位置設定：如圖9所示，由第二檔切換至第三檔時，讓調速環315繼續朝齒盤端112的方向移動，調速滑塊312緊抵調速環315並同時朝齒盤端112的方向移動，此時切換件314的環齒端3142仍然嚙合於第二減速組件的太陽齒面3213。

調速滑塊312位移時將筒爪3112頂住，並使筒爪3112呈外凸狀態而與驅動齒面113嚙合。

(二)傳動過程：由於轉筒23(嚙合筒311)的轉速大於第二行星座323的轉速，因此產生超速特性，使得座爪325不會帶動殼體11，而是由速度較快的嚙合筒311的筒爪3112帶動殼體11轉動。

人力輸入模式：如圖10至圖12所示，本發明的第四檔至第六檔是屬於人力輸入模式，不是將電流輸入直流無刷馬達單元20，而是利用人力踩踏踏板、曲柄帶動鏈條及齒盤43轉動，作為輸入的動力源。

四、第四檔：

(一)位置設定：如圖10所示，調速滑塊312朝齒盤端112的方向移動，而使調速滑塊312的滑塊齒面3121不與轉筒23的轉筒齒面233嚙合；調速滑塊312位移時再次將頂住筒爪3112，讓筒爪3112呈內縮狀態而不與驅動齒面113嚙合；移動件331朝齒盤端112的方向移動，而使二結合齒端3311分別與齒盤座42的輸出齒面421嚙合以及與第二行星座323的座槽3231的內周面嚙合；藉此，齒盤座42轉動時，能夠利用移動件331而讓第二行星座323連動；切換件314的環齒端3142仍然嚙合於第二減速組件的太陽齒面3213。

(二)傳動過程：齒盤43轉動時，帶動齒盤座42、移動件331及第二行星座323轉動，第二行星座323轉動時能夠利用座爪325與傳動齒面114的嚙合使殼體11轉動。

五、第五檔：

(一)位置設定：如圖11所示，大致與第四檔相同，不同的是，讓調速環315繼續朝齒盤端112的方向移動，調速滑塊312緊抵調速環315並同時朝齒盤端112的方向移動；調速滑塊312位移時將筒爪3112頂住，並使筒爪3112呈外凸狀態而與驅動齒面113嚙合；

(二)傳動過程：行星齒輪3212被第二行星座323驅動而繞著第二減速組件的太陽齒輪3211而轉動；而轉動的行星齒輪3212透過行星軸324使得嚙合筒311轉動；由於嚙合筒311的轉速大於第二行星座323的轉速，因此產生超速特性，使得座爪325不會帶動殼體11，而是由速度較快的嚙合筒311的筒爪3112帶動殼體11轉動。

六、第六檔：

(一)位置設定：如圖12所示，大致與第五檔相同，不同的是，調速環315繼續朝齒盤端112的方向移動並推動二太陽齒輪3211，最後使第二減速組件的太陽齒輪3211抵靠於相對應的限止環317，而此時切換件314的環齒端3142改與第一減速組件的太陽齒面3213嚙合。

(二)傳動過程：大致與第五檔相同，不同的是，行星齒輪3212能夠被第二行星座323(行星軸324)帶動而繞著第一減速組件的太陽齒輪3211而轉動；而轉動的行星齒輪3212帶動嚙合筒311轉動。

圖13為頓轉扭矩波形圖，頓轉扭矩主要由於轉子(永久磁石)與定子位置改變時，氣隙磁阻因為位置的變化導致磁路中的磁通與磁場能量變化，並產生一拉斥力進而使直流無刷馬達單元有振動與噪音現象，相對的也會使直流無刷馬達單元效率降低。圖14為輸出扭矩波形圖，主要為直流無刷馬達單元通電時所產生出輸出扭矩，此部份分析主要為直流無刷馬達單元，因為設有定子齒面使整體波形改善。

圖13是本發明較佳實施例與現有技術馬達結合變速箱比較的頓轉扭矩波形圖，X軸為Mechanical angle(機械角度)，單位為degree(角度)；Y軸為頓轉扭矩(Cogging torque)，單位為Nm(牛頓米)。實線為本發明，虛線為現有技術。

圖14是本發明較佳實施例與現有技術馬達結合變速箱比較的輸出扭矩波形圖，X軸為Mechanical angle(機械角度)，單位為degree(角度)；Y軸為輸出扭矩(Output torque)，單位為Nm(牛頓米)。實線為本發明，虛線為現有技術。

本發明齒輪組的齒形為JIS B 1710規定壓力角20°之漸開線標準齒形，模數為0.55，此段描述為定子齒面221與嚙合筒311。

齒數分別為：Z1=117齒、Z2=144齒、Z4=288齒、Z5=99齒、Z5*=72齒，其變速倍率為224.89%，其中，Z1代表太陽齒輪3211的齒數，Z2代表太陽齒輪3211的齒數，Z4代表嚙合筒311的齒數，Z5代表行星齒輪3212的齒數，Z5*代表行星齒輪3212的齒數。

由於轉筒的齒數(Z4)為288齒，因此任一定子極靴上之齒數為16齒，此段描述為定子齒面221與嚙合筒311之齒數。

經由學理分析與有限元素法驗證，本發明較佳實施例的頓轉扭矩較現有技術大幅降低，且頓轉扭矩曲線更趨平緩，其頓轉扭矩峰值與現有技術比較降低約85.66%，如圖13所示。而轉矩漣波亦降低了18.9%，如圖14所示。

轉矩漣波=(輸出扭矩最大值-輸出扭矩最小值)/輸出扭矩平均值*100%

現有技術的直流無刷馬達的轉矩漣波=

(14.85074-11.96700)/13.87034=20.79%

本發明的直流無刷馬達單元的轉矩漣波=

(12.46467-10.46208)/11.86771=16.87%

惟以上所述者，僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，及大凡依本發明申請專利範圍及說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

10．．．輪轂單元

11．．．殼體

111．．．馬達端

112．．．齒盤端

113．．．驅動齒面

114．．．傳動齒面

12．．．第一側蓋

13．．．第二側蓋

14．．．主軸

141．．．直桿

142．．．軸承

20．．．直流無刷馬達單元

21．．．不導磁元件

22．．．定子

221．．．定子齒面

23‧‧‧轉筒

231‧‧‧轉子凹槽

232‧‧‧滑塊凹槽

233‧‧‧轉筒齒面

24‧‧‧轉子

30‧‧‧內變速單元

31‧‧‧調速組

311‧‧‧嚙合筒

3111‧‧‧筒體

3112‧‧‧筒爪

312‧‧‧調速滑塊

3121‧‧‧滑塊齒面

3122‧‧‧置放槽

3123‧‧‧筒爪溝

313‧‧‧滑塊彈簧

314‧‧‧切換件

3411‧‧‧環凸端

3412‧‧‧環齒端

315‧‧‧調速環

316‧‧‧切換件彈簧

317‧‧‧限止環

32‧‧‧齒輪組

321‧‧‧減速組件

3211‧‧‧太陽齒輪

3212‧‧‧行星齒輪

3213‧‧‧太陽齒面

322‧‧‧第一行星座

323‧‧‧第二行星座

3231‧‧‧座槽

324‧‧‧行星軸

325‧‧‧座爪

33‧‧‧移動組

331‧‧‧移動件

3111‧‧‧結合齒端

332‧‧‧限位彈簧

40‧‧‧齒盤單元

41‧‧‧齒盤軸承

42‧‧‧齒盤座

421‧‧‧輸出齒面

43‧‧‧齒盤

圖1是本發明較佳實施例的立體外觀圖。

圖2是本發明較佳實施例的立體剖面圖。

圖3是本發明較佳實施例的右視分解圖之一。

圖4是本發明較佳實施例的右視分解圖之二。

圖5是本發明較佳實施例的左視分解圖之一。

圖6是本發明較佳實施例的左視分解圖之二。

圖7是本發明較佳實施例在第一檔時的剖面圖。

圖8是本發明較佳實施例在第二檔時的剖面圖。

圖9是本發明較佳實施例在第三檔時的剖面圖。

圖10是本發明較佳實施例在第四檔時的剖面圖。

圖11是本發明較佳實施例在第五檔時的剖面圖。

圖12是本發明較佳實施例在第六檔時的剖面圖。

圖13是本發明較佳實施例與現有技術馬達結合變速箱的頓轉扭矩波形圖。

圖14是本發明較佳實施例與現有技術馬達結合變速箱的輸出扭矩波形圖。

113．．．驅動齒面

114．．．傳動齒面

141．．．直桿

21．．．不導磁元件

22．．．定子

23．．．轉筒

232．．．滑塊凹槽

24．．．轉子

3111．．．筒體

3112．．．筒爪

3142．．．環齒端

312．．．調速滑塊

313．．．滑塊彈簧

315．．．調速環

316．．．切換件彈簧

3211．．．太陽齒輪

3213．．．太陽齒面

323．．．第二行星座

325．．．座爪

331．．．移動件

332．．．限位彈簧

42．．．齒盤座

421．．．輸出齒面

Claims (4)

1. 一種整合直流無刷馬達之六速內變速器，包括：一輪轂單元，其包括一中空的殼體及一軸向貫穿該殼體的主軸，該殼體設有一馬達端、一齒盤端、一驅動齒面及一傳動齒面；該馬達端及該齒盤端分別位於該殼體的兩相對側，該驅動齒面及該傳動齒面呈環形並徑向形成於該殼體的內壁面；一直流無刷馬達單元，位於該殼體內並鄰近該馬達端，該直流無刷馬達單元設有一轉筒；該轉筒套設於該主軸，該轉筒設有一呈軸向凹陷狀且朝向該齒盤端的一滑塊凹槽；一內變速單元，其設於該殼體內並由該直流無刷馬達單元起至該殼體的齒盤端依序包括一調速組、一齒輪組及一移動組；該調速組包括一嚙合筒及一套設於主軸的調速滑塊；該嚙合筒呈可轉動狀態並能夠與該殼體的驅動齒面嚙合，該嚙合筒包括一筒體及複數個樞設於該筒體外周面的筒爪，該調速組包括一切換件及一調速環；該切換件可軸向滑動地套於該主軸並於兩相對端分別形成環凸狀的一環凸端及一環齒端；該調速環可滑動地套設於該切換件並位於該環凸端及該環齒端之間；該調速滑塊可軸向滑動地套設於該主軸並位於該嚙合筒內，該調速滑塊能夠嚙合該嚙合筒的內壁面及該滑塊凹槽的內壁面；該齒輪組套設於該主軸並與該傳動齒面及該嚙合筒分別嚙合；該移動組可軸向滑動地套設於該主軸；以及一齒盤單元，其可轉動地插設於該殼體，其中該移動組能夠與該齒盤單元的內壁面及該齒輪組的內壁面嚙合。
2. 如請求項1所述的整合直流無刷馬達之六速內變速器，其中該齒輪組包括二減速組件、一第一行星座、一第二行星座、複數個行星軸及複數個座爪，各減速組件包括一套設於該主軸的太陽齒輪及複數個嚙合於相對應太陽齒輪的行星齒輪；各太陽齒輪相對於該主軸呈可轉動狀態，該二太陽齒輪於相向的一端面設有一輪槽，於各輪槽的內壁面設有一呈環形的太陽齒面；其中，該切換件貫穿相鄰的太陽齒輪且該切換件的環齒端可選擇地與該二太陽齒面嚙合；各行星齒輪與該嚙合筒的內壁面嚙合，各減速組件的行星齒輪分別與另一個減速組件的行星齒輪一體連結；該第一行星座及該第二行星座分別位於該齒輪組的兩相對側；該第一行星座鄰近於該調速環並位於該嚙合筒內；該第二行星座於朝向該齒盤端的一側設有呈軸向凹陷狀的座槽；該複數個行星軸的數量與各減速組件的複數個行星齒輪的數量相同且各行星軸貫穿各減速組件的相對應行星齒輪，各行星軸的兩端分別固設於該第一行星座及該第二行星座；該複數個座爪設於該第二行星座的外周面且呈可擺動狀態；該複數個座爪與該傳動齒面嚙合。
3. 如請求項2所述的整合直流無刷馬達之六速內變速器，其中該移動組設有一移動件，該移動件呈可軸向滑動的狀態，該移動件的兩相對端分別形成一環凸狀的結合齒端，該二結合齒端的其中一個能夠與該座槽的內壁面嚙合。
4. 如請求項3所述的整合直流無刷馬達之六速內變速器，其中該直流無刷馬達單元包括一不導磁元件、一定子、一轉筒及一轉子；該不導磁元件套固於該主軸；該定子套固 於該不導磁元件，該定子於外周面設有一定子齒面；該轉子固設於該轉筒的內壁面且與該定子具有一間距。