TWI813429B - 電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其係於一電助自行車設置之一腳踏軸與一馬達同軸之馬達系統內的油電隔離設計，其包含：該馬達內之中間處，同軸設置該腳踏軸及一套接於該腳踏軸之連接軸；該連接軸外的軸向兩側，分別設置有一行星減速齒輪組與一馬達電控系統，並於其之間設有一隔離圓盤；該隔離圓盤包含一外環齒座及一太陽齒座；該隔離圓盤係與該行星減速齒輪組內設置之一外環齒部傳動結合成該外環齒座，該行星減速齒輪組內設置之一太陽齒部係與該馬達之一轉子間傳動結合形成該太陽齒座；該太陽齒座之一端係與該外環齒座以一第一軸承油封元件結合，且該太陽齒座的另一端與該連接軸係以一第二軸承油封元件結合；上述的設計構成同軸馬達的油電隔離裝置；此隔離設計，可完全的避免行星減速齒輪組內的潤滑油進入另一側的馬達電控系統，以保護馬達電控系統得不受潤滑油污染，使維護其感測器、電磁元件及電子電路的安全與穩定。
Description
本發明係提供一種電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，尤指一種同軸馬達內的油電隔離設計，可完全的避免行星減速齒輪組內的潤滑油進入另一側的馬達電控系統，以保護馬達電控系統不得受潤滑油污染的感測器、電磁元件及電子電路的安全與穩定。
按，基於環保與乘騎輕鬆、舒適的需求，市場上已有多種不同的電助腳踏車，且隨科技之發展，現有之電助腳踏車通常係可依據相關感測數據而予以調校其補償之電助力，而為令電助馬達整體之體積可與精小化，故多數電助馬達中，係將其相關馬達電控系統及其電路皆整合於馬達殼內，使其整體可予模組化，並且具有自動電助模式之控制功能。
惟此，由於電助馬達內具有齒輪組進行其動力之傳遞，而為令齒輪組可流暢地進行傳動，故通常於其內部填充有潤滑油，故若需將馬達電控系統同步配置整合於馬達內部，為避免潤滑油滲漏至馬達電控系統而導致其電路受損，故對於其油電分離之相關配置實屬必要；而現行之電助馬達對其電路之整合配置，通常係令透過殼體分離另一空間以進行其相關馬達電控系統之配
置，惟其設置方式仍將導致額外之空間占用，致使電助馬達之體積難以有效縮小；且現行對於電助馬達防漏油之設置，亦僅係於腳踏軸設置油封軸承，然因電助腳踏車之行駛，常因路面顛頗而使電助馬達整體震動，故導致油封軸承仍難免會有潤滑油之情事，故若僅單純設置油封軸承，則仍難以有效進行其油電之隔離。
有鑑於此，吾等發明人乃潛心進一步研究電助馬達之電路整合及油電隔離設計，並著手進行研發及改良，期以一較佳發明以解決上述問題，且在經過不斷試驗及修改後而有本發明之問世。
爰是，本發明係為解決前述問題，為達致以上目的，吾等發明人提供一種電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其係於一電助自行車設置之一腳踏軸與一馬達同軸之馬達系統內的油電隔離設計，其包含：該馬達內之中間處，同軸設置該腳踏軸及一套接於該腳踏軸之連接軸；該連接軸外的軸向兩側，分別設置有一行星減速齒輪組與一馬達電控系統，並於其之間設有一隔離圓盤；該隔離圓盤包含一外環齒座及一太陽齒座；該隔離圓盤係與該行星減速齒輪組內設置之一外環齒部傳動結合成該外環齒座，該行星減速齒輪組內設置之一太陽齒部係與該馬達之一轉子間傳動結合形成該太陽齒座；該太陽齒座之一端係與該外環齒座以一第一軸承油封元件結合，且該太陽齒座的另一端與該連接軸係以一第二軸承油封元件結合；上述的設計構成同軸馬達的油電隔離裝置；此隔離設計，可完全的避免行星減速齒輪組內的潤滑油進入另一側的馬達
電控系統，以保護馬達電控系統得不受潤滑油污染，使維護其感測器、電磁元件及電子電路的安全與穩定。
據上所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該外環齒座更包含一環座，該環座內緣處係與該太陽齒座間設置有該第一軸承油封元件，而該環座外緣處軸向延伸一承接座，該承接座內係形成該外環齒部。
據上所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該太陽齒座於其軸向一端徑向形成該太陽齒部，且該太陽齒座同軸設置有一承接部及一連接部，該承接部係套接於該環座內緣，且該承接部與該環座內緣間設有該第一軸承油封元件；該連接部係軸向傳動連結於該轉子，且該連接部內緣與該連接軸間設有該第二軸承油封元件。
據上所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該太陽齒座於其軸向一端徑向形成該太陽齒部，且該太陽齒座係沿該太陽齒部軸向一端，依序同軸設置有一承接部及一連接部，該承接部係套接於該外環齒座內，並與該外環齒座間設置有該第一軸承油封元件，而該連接部係軸向傳動連結於該轉子，且該連接部內緣與該連接軸間設有該第二軸承油封元件。
據上所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該連接部內緣更設有一導接部，該轉子設有對應於該導接部之環接部，且該第二軸承油封元件之外緣係承接於該導接部及該環接部者。
據上所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該轉子更設有一套接部，且該連接部係對應套接於該套接部之內緣處。
據上所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該連接部之外徑係大於該承接部之外徑者。
據上所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該太陽齒座於該承接部與該連接部間更設有一凸環部，且該凸環部之外徑係大於該承接部者。
據上所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該第一軸承油封元件及該第二軸承油封元件中，至少其一者為密封軸承。
是由上述說明及設置，顯見本發明主要具有下列數項優點及功效，茲逐一詳述如下：
1.本發明為了精巧的設計及整車組裝上的方便，在設計腳踏軸與馬達軸同軸的馬達系統時，將馬達的減速齒輪組、多種感測器、控制器與驅動器共同放置在同一殼內；由於行星減速齒輪組一定要有潤滑油，而馬達及其控制器與驅動器，則包含了一些不得受潤滑油污染的感測器、電磁元件及電子電路，因此，須要進行馬達系統內之油電隔離設計，而本發明之油電隔離設計，可完全的避免行星減速齒輪組內的潤滑油進入另一側的馬達電控系統，藉可予以保護馬達電控系統不受潤滑油污染，以維其感測器、電磁元件及電子電路的安全與穩定性。
1:腳踏軸
11:連接軸
2:馬達
21:殼體
22:轉子
221:環接部
222:套接部
23:矽鋼片
25:導線架
26:容置空間
3:行星減速齒輪組
31:外環齒部
32:太陽齒部
33:行星齒輪
4:隔離圓盤
41:外環齒座
411:環座
412:承接座
42:太陽齒座
421:承接部
422:連接部
423:導接部
424:凸環部
5:第一軸承油封元件
6:第二軸承油封元件
7:第三軸承油封元件
第1圖係本發明之立體示意圖。
第2圖係本發明之立體分解示意圖。
第3圖係本發明之局部剖視示意圖。
關於吾等發明人之技術手段，茲舉數種較佳實施例配合圖式於下文進行詳細說明，俾供鈞上深入了解並認同本發明。
請先參閱第1圖至第3圖所示，本發明係一種電動自行車之同軸馬達2油電隔離裝置，其係於一電助自行車設置之一腳踏軸1與一馬達2同軸之馬達系統內的油電隔離設計，其包含：該馬達2內之中間處，同軸設置該腳踏軸1及一套接於該腳踏軸1之連接軸11；該連接軸11外的軸向兩側，分別設置有一行星減速齒輪組3與一馬達電控系統(圖未繪示)，並於其之間設有一隔離圓盤4；故在一具體之實施例中，該馬達2係配置有一殼體21，而行星減速齒輪組3、馬達電控系統及隔離圓盤4，皆係同步配置於該殼體21內部，使行星減速齒輪組3及馬達電控系統分別位於該馬達2軸向之兩側，且藉由隔離圓盤4將行星減速齒輪組3及馬達電控系統予以隔離之；該隔離圓盤4係包含一外環齒座41及一太陽齒座42；該隔離圓盤4係與該行星減速齒輪組3內設置之一外環齒部31傳動結合成該外環齒座41，該行星減速齒輪組3內設置之一太陽齒部32係與該馬達2之一轉子22間傳動結合形成該太陽齒座42；該太陽齒座42之一端係與該外環齒座41以一第一軸承油封元件5結合，且該太陽齒座42的另一端與該連接軸11係以一第二軸承油封元件6結合；藉此，如第3圖所示者，本發明透過隔離圓盤4、第一軸承油封元件5及第二軸承油封元件6之設置，藉以將該行星減速齒輪組3與該馬達電控系統進行油電分離；其中，由於行星減速齒輪組3必須添加潤滑油，使其內部配置之
太陽齒輪及行星齒輪33可穩定及順暢地進行動力之傳遞，其中，本發明係透過將太陽齒座42配置該太陽齒部32以作為該行星減速齒輪組3之太陽齒輪，使行星齒輪33係與太陽齒座42進行嚙合傳動，而行星齒輪33相對於太陽齒部32一端，則係嚙合於外環齒座41進行傳動，而本發明透過第一軸承油封元件5進行太陽齒座42與外環齒座41間進行傳動結合，藉使行星減速齒輪組3內之潤滑油，將會受第一軸承油封元件5之密封而無法滲漏出；而對於由連接軸11表面滲入之潤滑油，則係受第二軸承油封元件6對於太陽齒座42與連接軸11間之密封，使潤滑油亦無法通過第二軸承油封元件6而滲漏；故本發明透過隔離圓盤4之設置，藉可進行其動力之傳動，同時透過第一軸承油封元件5及第二軸承油封元件6之設置，使於動力傳動之同時，仍可對於潤滑油進行密封，令其無法滲漏至馬達電控系統，藉可有效進行油、電之隔離；而就第一軸承油封元件5及第二軸承油封元件6之配置而言，在一實施例中，其至少其一者係配置為密封軸承，而在另一實施例中，該第一軸承油封元件5及第二軸承油封元件6之至少其一者，亦可配置為一般軸承，並於一端設置一密封環之組合式配置，惟其僅係舉例說明，並不以此作為限定；此外，可知悉者，馬達電控系統通常係配置有感測器、控制器、驅動器、電磁元件及其電子電路，而本發明之油電隔離設計，藉可將行星減速齒輪組3及馬達電控系統同時放置於殼體21內，並如前述者，藉由隔離圓盤4以進行油電之隔離。
而在一具體之實施例中，對於外環齒座41之配置而言，其係包含一環座411，其係呈環形設置，且該環座411內緣處係與該太陽齒座42間設置有該第一軸承油封元件5，而該環座411外緣處軸向延伸一承接座412，而可知悉者，承接座412係可定位固設於該殼體21之內壁面，而該承接座412內係形成該
外環齒部31，以供行星齒輪33據以運行之，而其結構配置，將使行星減速齒輪組3內之潤滑油，受限於承接座412係由環座411外緣處軸向延伸而形成容室之設計，且承接座412係與殼體21內壁面予以穩固結合，故潤滑油將不會也無法由外環齒座41之外環面進行滲漏。
而就太陽齒座42之配置而言，本實施例中，該太陽齒座42於其軸向一端徑向形成該太陽齒部32，且該太陽齒座42係依序同軸設置有一承接部421及一連接部422，該承接部421係套接於該環座411內緣，使第一軸承油封元件5內緣套接於該承接部421，而外緣則係承接於環座411內緣，使太陽齒座42可藉由第一軸承油封元件5而可予以受傳動而旋轉，並且可令第一軸承油封元件5達致密封之功能，使潤滑油無法由外環齒座41及太陽齒座42之間進行滲漏；而該連接部422則係軸向傳動連結於該馬達2之轉子22而據以傳動之，而連接部422內緣與該連接軸11間設有該第二軸承油封元件6，藉以進行對於連接軸11表面之潤滑油進行密封，使潤滑油無法經由太陽齒座42及連接軸11之間滲漏。
進一步而言，就連接部422與轉子22間之連結傳動，係透過於連接部422內緣更設有一導接部423，該轉子22設有對應於該導接部423之環接部221，且該第二軸承油封元件6之外緣係承接於該導接部423及該環接部221，藉以令太陽齒座42可藉由導接部423及環接部221間之組接，以及第二軸承油封元件6之設置，而可予以同步傳動；此外，由於第一軸承油封元件5處，因其位於行星齒輪33與太陽齒座42之傳動處附近，故潤滑油之量較多，若仍有部分潤滑油滲經第一軸承油封元件5，則透過連接部422與環接部221之組接設置，使潤滑油難以由其之間滲入，再加上第二軸承油封元件6之配置，使其可對於導接部423
及環接部221間之潤滑油可進一步進行封閉，使確保潤滑油完全無法通過第二軸承油封元件6之設置處，使增進其密封之效果。
此外，在一實施例中，該轉子22係更設有一套接部222，且該連接部422係對應套接於該套接部222之內緣，藉其配置，除令轉子22可進行其傳動配置外，亦可更進一步地令轉子22與太陽齒座42緊密結合，使潤滑油更難以通過之。
而在一較佳之實施例中，係可將該連接部422之外徑係大於該承接部421之外徑，藉使微量之潤滑油即使通過第一軸承油封元件5，而因連接部422之外徑較大，故可藉由其高低之落差，使潤滑油更難以進入轉子22與太陽齒座42之連接處；此外，該太陽齒座42於該承接部421與該連接部422間更設有一凸環部424，且該凸環部424之外徑係大於該承接部421，使其可形成一階梯面，藉可如前述者，使可對於潤滑油進行阻擋，使其極難以滲入連接部422與轉子22之間；且配合第二軸承油封元件6之配置，藉可確實且有效的達致油電隔離之效果。
而在其他實施例中，亦可更進一步於轉子22另與連接軸11間，更進一步配置一第三軸承油封元件7，藉可更進一步地對由連接軸11表面之潤滑油進行二次之隔離阻擋，使更進一步提升其傳動及隔離潤滑油之功效，惟其僅係舉例說明，並不予限定之。
而就馬達2轉子22之配置，以及對於馬達電控系統之設置而言，在一實施例中，係透過矽鋼片23配置於殼體21內，並於其內緣設置定子，而轉子22則係配置於定子內緣而可受電磁效應旋轉，其配置方式係屬習知技術，故在此不予贅述；而矽鋼片23、轉子22於相對所述行星減速齒輪組3一端，則係可
設置一導線架25，藉以對於矽鋼片23及轉子22之軸向定位及線路配置，而導線架25相對矽鋼片23及轉子22一端則與殼體21間形成容置空間26，使馬達電控系統可對應配置於該容置空間26內，並可藉如前述者，進行油電之分隔，以達致對於馬達電控系統進行防護之效果，以維持其於運作時之安全性及穩定性，同時，亦可令本發明之馬達2整體體積可予精巧化，並可模組化設置，使利於進行與腳踏車間之組裝，並可提升於組裝後之美觀性者。
綜上所述，本發明所揭露之技術手段確能有效解決習知等問題，並達致預期之目的與功效，且申請前未見諸於刊物、未曾公開使用且具長遠進步性，誠屬專利法所稱之發明無誤，爰依法提出申請，懇祈 鈞上惠予詳審並賜准發明專利，至感德馨。
惟以上所述者，僅為本發明之數種較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1:腳踏軸
11:連接軸
2:馬達
21:殼體
22:轉子
221:環接部
222:套接部
23:矽鋼片
3:行星減速齒輪組
31:外環齒部
32:太陽齒部
33:行星齒輪
4:隔離圓盤
41:外環齒座
411:環座
412:承接座
42:太陽齒座
421:承接部
422:連接部
424:凸環部
5:第一軸承油封元件
Claims (7)
- 一種電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其係於一電助自行車設置之一腳踏軸與一馬達同軸之馬達系統內的油電隔離設計，其包含：該馬達內之中間處，同軸設置該腳踏軸及一套接於該腳踏軸之連接軸；該連接軸外的軸向兩側，分別設置有一行星減速齒輪組與一馬達電控系統，並於其之間設有一隔離圓盤；該隔離圓盤包含一外環齒座及一太陽齒座；該隔離圓盤係與該行星減速齒輪組內設置之一外環齒部傳動結合成該外環齒座，該行星減速齒輪組內設置之一太陽齒部係與該馬達之一轉子間傳動結合形成該太陽齒座；該太陽齒座之一端係與該外環齒座以一第一軸承油封元件結合，且該太陽齒座的另一端與該連接軸係以一第二軸承油封元件結合，該外環齒座包含一環座，該環座內緣處係與該太陽齒座間設置有該第一軸承油封元件，而該環座外緣處軸向延伸一承接座，該承接座內係形成該外環齒部；該太陽齒座於其軸向一端徑向形成該太陽齒部，且該太陽齒座同軸設置有一承接部及一連接部，該承接部係套接於該環座內緣，且該承接部與該環座內緣間設有該第一軸承油封元件；該連接部係軸向傳動連結於該轉子，且該連接部內緣與該連接軸間設有該第二軸承油封元件；使透過該隔離圓盤、該第一軸承油封元件及該第二軸承油封元件，將該行星減速齒輪組與該馬達電控系統進行油電分離者。
- 如請求項1所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該太陽齒座於其軸向一端徑向形成該太陽齒部，且該太陽齒座係沿該太陽齒部軸向一端，依序同軸設置有一承接部及一連接部，該承接部係套接於該外環齒 座內，並與該外環齒座間設置有該第一軸承油封元件，而該連接部係軸向傳動連結於該轉子，且該連接部內緣與該連接軸間設有該第二軸承油封元件。
- 如請求項1或2所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該連接部內緣更設有一導接部，該轉子設有對應於該導接部之環接部，且該第二軸承油封元件之外緣係承接於該導接部及該環接部者。
- 如請求項1或2所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該轉子更設有一套接部，且該連接部係對應套接於該套接部之內緣處。
- 如請求項1或2所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該連接部之外徑係大於該承接部之外徑者。
- 如請求項1或2所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該太陽齒座於該承接部與該連接部間更設有一凸環部，且該凸環部之外徑係大於該承接部者。
- 如請求項1或2所述之電動自行車之同軸馬達油電隔離裝置，其中，該第一軸承油封元件及該第二軸承油封元件中，至少其一者為密封軸承。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWM398728U (en) * | 2010-06-24 | 2011-02-21 | Sunpex Technology Co Ltd | Reduction gear set hub motor |
| TWM399542U (en) * | 2010-06-24 | 2011-03-01 | Sunpex Technology Co Ltd | Hub motor of speed-changing gear sets |
| CN106208588A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-12-07 | 眭华兴 | 一种用液体润滑油润滑的有齿轮毂电机 |
| WO2021031973A1 (zh) * | 2019-08-16 | 2021-02-25 | 眭华兴 | 一种单元模块组合式定子轴向磁场有齿轮毂电机 |
-
2022
- 2022-08-26 TW TW111132382A patent/TWI813429B/zh active
Patent Citations (4)
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202408869A (zh) | 2024-03-01 |
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