TWI757014B - 電動輪轂之組合結構及電動輪轂之拆卸方法 - Google Patents

電動輪轂之組合結構及電動輪轂之拆卸方法 Download PDF

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Abstract

本發明關於一種電動輪轂之組合結構及其拆卸方法。該電動輪轂之組合結構包括：一殼體、一電機組件及一電池單元。該電機組件設於該殼體，包含有一定子組、一轉子組及一主軸，該主軸可分離地插接於該定子組，該轉子組可相對該定子組轉動且連結於該殼體。該電池單元電性連接該電機組件，包含有一電池匣及複數電池。

Description

電動輪轂之組合結構及電動輪轂之拆卸方法
本發明係有關於一種電動輪轂之組合結構及電動輪轂之拆卸方法。
自行車原先盛行於歐洲區域，隨著生活型態變化、環保意識抬頭、強身健體之觀念等因素，亞洲地區之民眾於日常生活中也越來越常使用自行車來代步。隨著科技演進，電動自行車已是近年來蓬勃發展的趨勢，尤其於城市中最受歡迎，電動自行車之動力源隨著配置位置不同，大致可分成輪轂馬達、中置馬達；其中，輪轂馬達之優點在於外型隱蔽，使得自行車整體外觀簡潔，且價格便宜、車架規格要求低、對鍊條負擔小，故廣受騎乘者喜愛，如台灣專利M580517、M580522、I701176所揭露之輪轂馬達即屬此類。
然而，上述之輪轂馬達共同存在著結構複雜、零組件眾多且相互連動，於拆換上相當困難耗時，故騎乘者需要找尋知悉此款型的維修業者才有辦法進行維修、更換零組件。因此，有必要提供一種新穎且具有進步性之電動輪轂，以解決上述之問題。
本發明之主要目的在於提供一種電動輪轂之組合結構及電動輪轂之拆卸方法，有較為簡約之零組件結合關係，並透過主軸可軸向抽離定子組之設計來降低拆卸困難度，使得電動輪轂於拆卸上可如同傳統輪轂般以先抽離主軸之方式進行維修，讓維修人員有極為熟悉之作業流程。
為達成上述目的，本發明提供一種電動輪轂之組合結構，包括：一殼體、一電機組件及一電池單元。該殼體包含有一基座及一蓋體，該基座圍構有一內部空間及一置入口，該置入口為該內部空間之開口，該蓋體沿一蓋合方向遮蔽該置入口地蓋設於該基座；該電機組件包含有一定子組、一轉子組及一主軸，該定子組及該轉子組沿該蓋合方向通過該置入口地容設於該內部空間，該轉子組可相對該定子組轉動地連接於該殼體，該主軸沿反向該蓋合方向地穿入該殼體以穿設連結該定子組，該主軸之二端分別供連結定位於二叉桿，該主軸定義有一軸向及一周向，該主軸與該定子組於該軸向上可相對移動且於該周向上相互擋止定位；該電池單元電性連接該電機組件，包含有一電池匣及複數電池，該複數電池定位於該電池匣，該電池匣沿該蓋合方向通過該置入口地容設於該內部空間，該電池匣連結於該定子組且環繞於該電機組件之外圍；其中，該殼體、該定子組、該轉子組及該電池單元相互連結成一第一構件，該主軸係作為一第二構件且可移動地穿設過該第一構件，當該主軸之二端未定位於該二叉桿時，該主軸係可自由地沿該蓋合方向移動而抽離該第一構件。
為達成上述目的，本發明另提供一種電動輪轂之拆卸方法，其係用以拆卸如上所述的電動輪轂之組合結構，包含下列步驟：迫使該主軸沿該蓋合方向脫離該殼體；令該蓋體分離於該基座，以使該電池匣顯露於該置入口； 令該電池匣與該定子組分離；沿反向該蓋合方向自該內部空間內經由該至入口取出該電池匣。
1:殼體
11:基座
12:內部空間
13:置入口
14:第二貫孔
15:蓋體
16:第一貫孔
2:電機組件
21:定子組
211:穿孔
212:第二嵌合部
213:第四嵌合部
22:轉子組
23:主軸
231:軸體
232:第一端部
233:接合部
234:凸垣部
235:第二端部
236:階部
237:第一定位部
24:第一嵌合部
25:第三嵌合部
3:電池單元
31:電池匣
32:置物空間
321:第一端
322:第二端
33:切口
34:電池
35:連結部
4:主電路板
5:電控單元
6:端蓋
61:第二定位部
71:第一培林
72:第二培林
81:蓋合方向
82:軸向
83:周向
91:叉桿
92:輪軸
圖1為本發明一實施例之使用狀態圖。
圖2為本發明一實施例之電動輪轂之分解圖。
圖3為本發明一實施例之電池單元與主電路板之分解圖。
圖4為本發明一實施例之主軸、端蓋及定子組之分解圖。
圖5為本發明一實施例之主軸與定子組之結合圖。
圖6為本發明一實施例之主軸與端蓋之結合局部剖面圖。
圖7至圖11為本發明一實施例之拆卸步驟圖。
以下僅以實施例說明本發明可能之實施態樣，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，合先敘明。
請參考圖1至圖11，其顯示本發明之一實施例，本發明之電動輪轂之組合結構，包括：一殼體1、一電機組件2及一電池單元3。
具體地說，該殼體1包含有一基座11及一蓋體15，該基座11圍構有一內部空間12及一置入口13，該置入口13為該內部空間12之開口，該蓋體15沿一蓋合方向81遮蔽該置入口13地蓋設於該基座11。該電機組件2包含有一定子組21、一轉子組22及一主軸23，該定子組21及該轉子組22沿該蓋合方向81通過該置 入口13地容設於該內部空間12，該轉子組22可相對該定子組21轉動地連接於該殼體1，該主軸23沿反向該蓋合方向81地穿入該殼體1以穿設連結該定子組21，該主軸23之二端分別供連結定位於二叉桿91，該主軸23定義有一軸向82及一周向83，該主軸23與該定子組21於該軸向82上可相對移動且於該周向83上相互擋止定位。該電池單元3則係電性連接該電機組件2，該電池單元3包含有一電池匣31及複數電池34，該複數電池34定位於該電池匣31，該電池匣31沿該蓋合方向81通過該置入口13地容設於該內部空間12，該電池匣31連結於該定子組21且環繞於該電機組件2之外圍；其中，該殼體1、該定子組21、該轉子組22及該電池單元3相互連結成一第一構件，該主軸23係作為一第二構件且可移動地穿設過該第一構件，當該主軸23之二端未定位於該二叉桿91時，該主軸23係可自由地沿該蓋合方向81移動而抽離該第一構件。
更具體地說，採用上述組合配置，能夠讓該主軸23如傳統機械式的方式先行脫離該定子組21，並讓維修人員能夠在不拆解該電機組件2內部元件之情況下，即可快速地進行花鼓組裝與拆卸，大幅降低拆裝難易度，使得一般自行車店皆可處理，而無須尋找電機專門之自行車店，便利車主對愛車進行進行相關維修、更換或保養。並且，該電池單元3係為單一構件，一體式的設計相當便於安裝與維護，且具有提升組裝運作穩定度之優點，可以理解的是，於其他使用態樣中，該電池單元亦可以無需包含該電池匣而僅包括該複數電池亦無不可。此外，該電池匣31之材料較佳係選自塑料，以期有絕緣提升安全性、抗磁避免干擾等優點，舉例但不限於ABS-PC塑料。
該電池單元3另包含有一連結部35，該電池匣31呈環型而於中央界定出一置物空間32，該連結部35連接於該電池匣31且橫向地延伸於該置物空間32 之一第一端321，該電機組件2由該置物空間32之一第二端322容設於該置物空間32，該第一端321係較該第二端322靠近該蓋體15，該連結部35與該定子組21相互連結定位。並且，一主電路板4可拆卸地定位於該連結部35面向該蓋體15之一側，一旦移除該蓋體15即可看到該主電路板4，相當便於檢查、維修及更換。此外，該連結部35與該主電路板4較佳未突出於該置物空間32，進而可確保當該殼體1受到非預期撞擊或搖晃時，該主電路板4能夠不受到直接碰撞影響，能保持結構完整性。
較佳地，該電池匣31之外環壁設有複數呈水平狀之切口33，該複數切口33與該殼體1之內環壁之間形成有複數間隙，該複數間隙連通該置入口13，如此一來，維修人員可以透過物體或指部伸入該間隙中以鈎取之方式快速地將該電池匣31脫離該內部空間12。
另一較佳地，該複數切口33連通該電池匣31之內部，該複數電池34之部分顯露於該切口33，讓維修人員可從該複數切口33直接觀看該複數電池34之外觀完整性，如是否膨脹、出液、偏移等，以便於初步快速判斷該複數電池34之健康狀況。
接著，對該主軸23與該定子組21之間的組接結構做較詳細之說明，該主軸23另包含有一軸體231及複數第一嵌合部24，該複數第一嵌合部24沿該周向83間隔地配置於該軸體231，該定子組21包含有一穿孔211及複數第二嵌合部212，該複數第二嵌合部212沿該周向83間隔地配置於該穿孔211之孔緣，該軸體231穿設該穿孔211，該複數第一嵌合部24與該複數第二嵌合部212相互嵌合，該第一嵌合部24與該第二嵌合部212，其中一者為第一鍵槽、另一者為第一鍵體， 藉此可達到不相對轉動但可相對沿該軸向82移動之目的，使得該主軸23於拆卸過程中可先行拆除，達到簡化拆卸步驟。
較佳地，該主軸23另包含有一第三嵌合部25，該定子組21另包含有一第四嵌合部213，該第三嵌合部25與該第四嵌合部213相互嵌合，該第三嵌合部25與該第四嵌合部213其中一者為第二鍵槽、另一者為第二鍵體；其中，第二鍵槽係異於第一鍵槽，第二鍵體係異於第一鍵體。如此一來，該第三嵌合部25與該第四嵌合部213可以確保該主軸23及該定子組21能夠以特定之相對位置進行結合，並能有防呆防止組裝錯誤之功效。
該電動輪轂之組合結構另包括有二端蓋6，該二端蓋6可拆卸地套接於該主軸23之相對二端，該主軸23為中空體以供一輪軸92穿設通過；其中，該主軸23採用中空設計能夠有減重及提升該輪軸92兼容性之功效，如配合更換不同的該二端蓋6即可兼容不同規格尺寸的該輪軸92，如9mm、12mm、15mm。更進一步來說，該主軸23之相對二端分別設有一第一定位部237，該二端蓋6分別設有一第二定位部61，該第二定位部61與該第一定位部237相互嵌設定位，以提升該二端蓋6與該主軸23之結合穩定性及確保位置角度之精準度；其中，該第一定位部237與該第二定位部61其中一者為凸部、另一者為凹部。
該電動輪轂之組合結構另包含有一第一培林71及一第二培林72，該蓋體15貫設有一第一貫孔16，該基座11貫設有同軸之一第二貫孔14，該第一培林71容設於該第一貫孔16，該第二培林72容設於該第二貫孔14，該主軸23穿設過該第一培林71及該第二培林72而凸出於該殼體1之相對二側；其中，該軸體231另包含有依序相連接之一第一端部232、一接合部233、一凸垣部234及一第二端部235，該第一端部232穿設過該第一培林71與該蓋體15，該第二端部235穿設過 該第二培林72與該基座11，該接合部233包含有該複數第一嵌合部24，該接合部233連接該定子組21；其中，該接合部233與該第一端部232相連接處形成有一階部236，於該軸向82上，該第一培林71同時抵靠於該蓋體15及該階部236，該第二培林72夾設於該基座11及該凸垣部234之間。
值得一提的是，該主軸23係可分離地組接於該定子組21，故當抽離該主軸23後，該第一培林71與該第二培林72可以直接保持於原位置而無須拆解，此可確保該第一培林71與該第二培林72不會遺失，並簡化拆除程序。而當欲更換該第一培林71或該第二培林72、或進行上油時，維修人員亦可於該蓋體15或該基座11分別進行，而無須拆解該電機組件2既便利又快速。
可以理解的是，該電動輪轂之組合結構另包含有一電控單元5，該電控單元5定位於該主軸23且位於該基座11背向該蓋體15之一側，如此一來，該電控單元5可直接隨該主軸23移動而脫離該殼體1，並放置於安全位置擺放確保完整性，且此組合結構之配置亦可減少打開該殼體1過程中的阻礙及簡化拆卸之元件數量。
於此，本發明另提供一種電動輪轂之拆卸方法，其係用以拆卸如上所述的該電動輪轂之組合結構，包含下列步驟：首先，迫使該主軸23沿該蓋合方向81脫離該殼體1，以由該叉桿91上取下，進而有較多空間裕度進行作業；接著，令該蓋體15分離於該基座11，以使該電池匣顯露於該置入口13，此時可以檢測該主電路板4，或是進行該主電路板4之更換維修，或是可分別針對該殼體1上的該第一培林71及該第二培林72進行更換或上油；最後，令該電池匣31與該定子組21分離，此時沿反向該蓋合方向81 自該內部空間12內經由該置入口取出該電池匣31，以進行該電池匣31之更換，或是對該轉子組22、該定子組21做調整維修作業。
綜上所述，本發明之該電動輪轂之組合結構考量到不同元件之維修頻率、難易度，採用此特殊的層層配置方式，能夠讓維修人員可分別針對所欲作業的元件單獨進行維護更換而無須拆解該電機組件，能夠大幅簡化維護作業之困難度，使得普遍大眾的自行車店皆可進行相關作業。
11:基座
12:內部空間
13:置入口
14:第二貫孔
15:蓋體
16:第一貫孔
21:定子組
211:穿孔
22:轉子組
23:主軸
3:電池單元
321:第一端
4:主電路板
5:電控單元
6:端蓋
71:第一培林
72:第二培林

Claims (10)

  1. 一種電動輪轂之組合結構，包括：一殼體，包含有一基座及一蓋體，該基座圍構有一內部空間及一置入口，該置入口為該內部空間之開口，該蓋體沿一蓋合方向遮蔽該置入口地蓋設於該基座；一電機組件，包含有一定子組、一轉子組及一主軸，該定子組及該轉子組沿該蓋合方向通過該置入口地容設於該內部空間，該轉子組可相對該定子組轉動地連接於該殼體，該主軸沿反向該蓋合方向地穿入該殼體以穿設連結該定子組，該主軸之二端分別供連結定位於二叉桿，該主軸定義有一軸向及一周向，該主軸與該定子組於該軸向上可相對移動且於該周向上相互擋止定位；及一電池單元，電性連接該電機組件，包含有一電池匣及複數電池，該複數電池定位於該電池匣，該電池匣沿該蓋合方向通過該置入口地容設於該內部空間，該電池匣連結於該定子組且環繞於該電機組件之外圍；其中，該殼體、該定子組、該轉子組及該電池單元相互連結成一第一構件，該主軸係作為一第二構件且可移動地穿設過該第一構件，當該主軸之二端未定位於該二叉桿時，該主軸係可自由地沿該蓋合方向移動而抽離該第一構件。
  2. 如請求項1所述的電動輪轂之組合結構，其中該電池單元另包含有一連結部，該電池匣呈環型而於中央界定出一置物空間，該連結部連接於該電池匣且橫向地延伸於該置物空間之一第一端，該電機組件由該置物空間之一第二端容設於該置物空間，該第一端係較該第二端靠近該蓋體，該連結部與該定子組相互連結定位。
  3. 如請求項2所述的電動輪轂之組合結構，其中，一主電路板可拆卸地定位於該連結部面向該蓋體之一側。
  4. 如請求項3所述的電動輪轂之組合結構，其中該連結部與該主電路板未突出於該置物空間。
  5. 如請求項1所述的電動輪轂之組合結構，其中該電池匣之外環壁設有複數呈水平狀之切口，該複數切口與該殼體之內環壁之間形成有複數間隙，該複數間隙連通該置入口。
  6. 如請求項5所述的電動輪轂之組合結構，其中該複數切口連通該電池匣之內部，該複數電池之部分顯露於該切口。
  7. 如請求項1所述的電動輪轂之組合結構，另包含有一電控單元，該電控單元定位於該主軸且位於該基座背向該蓋體之一側。
  8. 如請求項1至7其中任一項所述的電動輪轂之組合結構，其中該主軸另包含有一軸體及複數第一嵌合部，該複數第一嵌合部沿該周向間隔地配置於該軸體，該定子組包含有一穿孔及複數第二嵌合部，該複數第二嵌合部沿該周向間隔地配置於該穿孔之孔緣，該軸體穿設該穿孔，該複數第一嵌合部與該複數第二嵌合部相互嵌合，該第一嵌合部與該第二嵌合部其中一者為第一鍵槽、另一者為第一鍵體。
  9. 如請求項4所述的電動輪轂之組合結構，其中該電池匣之外環壁設有複數呈水平狀之切口，該複數切口與該殼體之內環壁之間形成有複數間隙，該複數間隙連通該置入口；該複數切口連通該電池匣之內部，該複數電池之部分顯露於該切口；該電動輪轂之組合結構另包含有一電控單元，該電控單元定位於該主軸且位於該基座背向該蓋體之一側；該主軸另包含有一軸體及複數第一嵌合部，該複數第一嵌合部沿該周向間隔地配置於該軸體，該定子組包含有一穿孔及複數第二嵌合部，該複數第二嵌合部沿該周向間隔地配置於該穿 孔之孔緣，該軸體穿設該穿孔，該複數第一嵌合部與該複數第二嵌合部相互嵌合，該第一嵌合部與該第二嵌合部其中一者為第一鍵槽、另一者為第一鍵體；該主軸另包含有一第三嵌合部，該定子組另包含有一第四嵌合部，該第三嵌合部與該第四嵌合部相互嵌合，該第三嵌合部與該第四嵌合部其中一者為第二鍵槽、另一者為第二鍵體；其中，第二鍵槽係異於第一鍵槽，第二鍵體係異於第一鍵體；該電動輪轂之組合結構另包含有一第一培林及一第二培林，該蓋體貫設有一第一貫孔，該基座貫設有同軸之一第二貫孔，該第一培林容設於該第一貫孔，該第二培林容設於該第二貫孔，該主軸穿設過該第一培林及該第二培林而凸出於該殼體之相對二側；其中，該軸體另包含有依序相連接之一第一端部、一接合部、一凸垣部及一第二端部，該第一端部穿設過該第一培林與該蓋體，該第二端部穿設過該第二培林與該基座，該接合部連接該定子組，該接合部與該第一端部相連接處形成有一階部，於該軸向上，該第一培林同時抵靠於該蓋體及該階部，該第二培林夾設於該基座及該凸垣部之間；該電動輪轂之組合結構另包括有二端蓋，該二端蓋可拆卸地套接於該主軸之相對二端，該主軸為中空體以供一輪軸穿設通過；該主軸之相對二端分別設有一第一定位部，該二端蓋分別設有一第二定位部，該第二定位部與該第一定位部相互嵌設定位；其中，該第一定位部與該第二定位部其中一者為凸部、另一者為凹部；該電池匣之材料係選自塑料。
  10. 一種電動輪轂之拆卸方法，其係用以拆卸如請求項1至7其中任一項所述的電動輪轂之組合結構，包含下列步驟：迫使該主軸沿該蓋合方向脫離該殼體；令該蓋體分離於該基座，以使該電池匣顯露於該置入口； 令該電池匣與該定子組分離；沿反向該蓋合方向自該內部空間內經由該置入口取出該電池匣。
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