TWM503022U - 具有馬達及電力單元之電動輪 - Google Patents

Description

具有馬達及電力單元之電動輪

本創作係關於一種電動輪，尤指一種具有馬達及電力單元之電動輪，該馬達與該電力單元之外圍環繞設置複數框架，該電力單元不隨著該電動輪之一第一輪幅固定板與一第二輪幅固定板旋轉。

習知技術(一)為美國第US5450915號專利，所對應之專利家族為英國第GB2296134A號專利、德國第DE9416975U1號專利及中華民國第TW238811號專利，主要公開了一種電動輪圈馬達，包括外殼、馬達殼體、電樞、扁平型整流子、場磁鐵、筒軸、軸承、殼座、控制箱及電池箱等構成；其中該電動輪圈馬達由多層之扁平型薄矽鋼片疊置並在其上繞設適當線圈以構成電樞，並以扁平型整流子嵌設於電樞之中心成為一體。惟，習知技術(一)之控制箱及電池箱是屬於外接形式，佔用較多之空間，且電源導線之設置與固定較為複雜，因此，實有改良之必要。

習知技術(二)為美國第US6802385號專利，所對應之專利家族為美國第USRE043232號專利、中國第CN100406342C號專利、日本第JP4009638B2號專利、韓國第KR20040111615A號 專利、德國第DE60306641T2號專利、歐盟第EP1503933B1號專利及中華民國第TW200600371號專利，主要公開了一種輪轂式電動馬達，具有一轉子、一轉子框架、一定子、一定子框架、兩側板及軸承等構成；其中複數電池位於該定子框架與兩板中間。惟，習知技術(二)之轉子、定子及複數電池被一併設置在兩側板中間，轉子及定子在作動時所產生之熱量可能影響到在該定子框架內之複數電池，而減少該電動馬達之使用壽命，因此，亦有改良之必要。

本創作之目的在於，提供一種具有馬達及電力單元之電動輪包括一第一基座、一第二基座、一軸心、一馬達、一電力單元及複數框架；該第一基座銜接一第一輪幅固定板，該第二基座銜接一第二輪幅固定板，該軸心穿入該第一基座與該第二基座，該馬達及該電力單元固定於該軸心，該電力單元可提供電力予該馬達；其中該馬達之轉子以一第一棘輪模組或一單向軸承模組連接該第一基座，使該轉子可驅動該第一基座單向旋轉，該飛輪以一第二棘輪模組連接該第二基座，使該飛輪可驅動該第二基座單向旋轉，複數框架環繞設置於該馬達與該電力單元之外圍，各框架跨接於該第一輪幅固定板與該第二輪幅固定板。

本創作增益之功效(一)在於，所提供之電動輪可使馬達與電力單元增加接觸空氣的面積，第一輪幅固定板、第二輪幅固定板及複數框架在旋轉時，可引進氣流以加強該馬達與該 電力單元之散熱效果，而延長電動輪之使用壽命。

本創作增益之功效(二)在於，所提供之電動輪具有獨立設置之馬達與電力單元，可單獨更換或維修馬達與電力單元，而簡化維修作業及維修成本。

本創作增益之功效(三)在於，所提供之電動輪可使馬達與電力單元固定於軸心上，使得電力單元內部之充電電池不會旋轉，以避免電動輪在作動時對充電電池產生不良的影響，尤其充電電池內部具有電解液時，可避免充電電池之電解液被快速旋轉。

本創作所採取的技術手段(一)為提供一種具有馬達及電力單元之電動輪，包括：一第一基座，銜接一第一輪幅固定板；一第二基座，銜接一第二輪幅固定板；一軸心，穿入該第一基座與該第二基座；一馬達，固定於該軸心之一固定部，該馬達具有一轉子及一定子；一電力單元，固定於該軸心之固定部，該電力單元提供電力予該馬達；一第一棘輪模組，連接該轉子與該第一基座，使該轉子可驅動該第一基座單向旋轉；一第二棘輪模組，連接一飛輪與該第二基座，使該飛輪可驅動該第二基座單向旋轉；複數框架，環繞設置於該馬達與該電力單元之外圍，各框架跨接於該第一輪幅固定板與該第二輪幅固定板，使該第一基座與該第二基座可同步旋轉；其中該第一基座以一第一軸承連接於該軸心之前端，該飛輪以一第二軸承連接於該軸心之後端，該轉子以一第三軸承連接於該軸心，該馬達位於該第一基座與該電 力單元中間，該電力單元位於該馬達與該第二基座中間。

本創作所採取的技術手段(二)為提供一種具有馬達及電力單元之電動輪，包括：一第一基座，銜接一第一輪幅固定板；一第二基座，銜接一第二輪幅固定板；一軸心，穿入該第一基座與該第二基座；一馬達，固定於該軸心之一固定部，該馬達具有一轉子及一定子；一電力單元，固定於該軸心之固定部，該電力單元提供電力予該馬達；一單向軸承模組，連接該轉子與該第一基座，使該轉子可驅動該第一基座單向旋轉；一第二棘輪模組，連接一飛輪與該第二基座，使該飛輪可驅動該第二基座單向旋轉；複數框架，環繞設置於該馬達與該電力單元之外圍，各框架跨接於該第一輪幅固定板與該第二輪幅固定板，使該第一基座與該第二基座可同步旋轉；其中該第一基座以一第一軸承連接於該軸心之前端，該飛輪以一第二軸承連接於該軸心之後端，該轉子以一第三軸承連接於該軸心，該馬達位於該第一基座與該電力單元中間，該電力單元位於該馬達與該第二基座中間。

1‧‧‧電動輪

10‧‧‧第一基座

11‧‧‧第一輪幅固定板

20‧‧‧第二基座

22‧‧‧第二輪幅固定板

26‧‧‧第二基座之凸部

260‧‧‧第二基座之凹部

30‧‧‧軸心

301‧‧‧軸心之前端

302‧‧‧軸心之後端

31‧‧‧第一軸承

32‧‧‧第二軸承

33‧‧‧第三軸承

34‧‧‧第四軸承

35‧‧‧第五軸承

36‧‧‧第六軸承

360‧‧‧第六軸承之外圈

362‧‧‧第六軸承之內圈

37‧‧‧第七軸承

38‧‧‧固定部

39‧‧‧止推軸承

40‧‧‧馬達

40g‧‧‧氣隙

41‧‧‧轉子

410‧‧‧永久磁石

42‧‧‧定子

420‧‧‧定子鐵芯

422‧‧‧定子繞組

43‧‧‧馬達座體

44‧‧‧馬達蓋體

46‧‧‧轉子之延伸部

460‧‧‧外螺紋段

50‧‧‧電力單元

51‧‧‧電路板

52‧‧‧充電電池

53‧‧‧電力座體

54‧‧‧電力蓋體

60‧‧‧第一棘輪模組

60a‧‧‧單向軸承模組

61‧‧‧第一棘輪

610‧‧‧外螺紋部

62‧‧‧第一棘輪爪

63‧‧‧第一定位環

640‧‧‧內螺紋部

70‧‧‧第二棘輪模組

71‧‧‧第二棘輪

72‧‧‧第二棘輪爪

73‧‧‧第二定位環

80‧‧‧飛輪

87‧‧‧飛輪之延伸部

90‧‧‧框架

91‧‧‧橫桿

92‧‧‧固定框

920‧‧‧固定部

圖1係本創作較佳實施例之立體示意圖。

圖2係本創作較佳實施例之第一棘輪模組之組裝示意圖。

圖3係本創作較佳實施例另一視角之立體示意圖。

圖4係本創作較佳實施例之第二棘輪模組之組裝示意圖。

圖5係本創作較佳實施例之剖面示意圖。

圖6係本創作較佳實施例之馬達之組裝示意圖。

圖7係本創作較佳實施例另一視角之馬達之組裝示意圖。

圖8係本創作較佳實施例之電力單元之組裝示意圖。

圖9係本創作第二實施例之剖面示意圖。

圖10係本創作第三實施例之單向軸承模組之組裝示意圖。

圖11係本創作第三實施例之剖面示意圖。

為能進一步瞭解本創作之特徵、技術手段以及所達成之具體功能、目的，茲列舉較具體之實施例，繼以圖式圖號詳細說明如後。

請參閱圖1至圖8所示，在較佳實施例中，本創作之電動輪1包括第一基座10、第二基座20、軸心30、馬達40、電力單元50、第一棘輪模組60、第二棘輪模組70及複數框架90等構成；第一基座10銜接一第一輪幅固定板11(例如以螺栓固定第一基座10與第一輪幅固定板11)，第二基座20銜接一第二輪幅固定板22(例如以螺栓固定第二基座20與第二輪幅固定板22)，軸心30穿入第一基座10與第二基座20；馬達40固定於軸心30之一固定部38，馬達40具有一轉子41及一定子42，電力單元50固定於軸心30之固定部38，電力單元50提供電力予馬達40；第一棘輪模組60連接轉子41與第一基座10，使轉子41可驅動第一基座10單向旋轉；第二棘輪模組70連接一飛輪80與第二基座20，使飛輪80可驅動第二基座20單向旋轉；複數框架90環繞設置於馬達40與電力單元50之外 圍，各框架90跨接於第一輪幅固定板11與第二輪幅固定板22，使第一基座10與第二基座20可同步旋轉；其中第一基座10以一第一軸承31連接於軸心30之前端301，飛輪80以一第二軸承32連接於軸心30之後端302，轉子41以一第三軸承33連接於軸心30，馬達40位於第一基座10與電力單元50中間，電力單元50位於馬達40與第二基座20中間。藉此，馬達40與電力單元50可增加接觸空氣的面積，第一輪幅固定板11、第二輪幅固定板22及複數框架90在旋轉時，可引進氣流以加強馬達40與電力單元50之散熱效果，而延長電動輪1之使用壽命。再者，馬達40與電力單元50採取獨立設置之方式，可單獨更換或維修馬達40與電力單元50，而簡化維修作業及維修成本。此外，馬達40與電力單元50固定於軸心30上，可使得電力單元50內部之充電電池52不會旋轉，以避免電動輪1在作動時對充電電池52產生不良的影響，尤其充電電池52內部具有電解液(圖未出示)時，可避免充電電池52之電解液被快速旋轉。

進一步說明電動輪1之作動方式如后：當外力驅動飛輪80時，飛輪80經由第二棘輪模組70驅動第二基座20旋轉，第二基座20帶動第二輪幅固定板22與第一輪幅固定板11同步旋轉，使電動輪1具有前進動力，第一基座10經由第一棘輪模組60可於轉子41上自由旋轉；當外力停止驅動飛輪80時，第二基座20經由第二棘輪模組70可於飛輪80上自由旋轉，且第一基座10經由第一棘輪模組60可於轉子41上自由旋轉，因此，第二輪幅固定板22與第一輪幅固定板11可繼續旋轉，使電動輪1可繼續前進。當電力單元50 提供電力予馬達40時，轉子41經由第一棘輪模組60驅動第一基座10旋轉，第一基座10帶動第一輪幅固定板11與第二輪幅固定板22同步旋轉，使電動輪1具有輔助動力，第二基座20經由第二棘輪模組70可於飛輪80上自由旋轉；當電力單元50停止提供電力時，第一基座10經由第一棘輪模組60可於轉子41上自由旋轉，且第二基座20經由第二棘輪模組70可於飛輪80上自由旋轉，因此，第一輪幅固定板11與第二輪幅固定板22可繼續旋轉，使電動輪1可繼續前進。

進一步說明第一棘輪模組60與第二棘輪模組70之實施方式如后：第一棘輪模組60具有一第一棘輪61及複數第一棘輪爪62，第一棘輪61固定於第一基座10，複數第一棘輪爪62以一第一定位環63設置於轉子41之一延伸部46；第二棘輪模組70具有一第二棘輪71及複數第二棘輪爪72，第二棘輪71固定於第二基座20，複數第二棘輪爪72以一第二定位環73設置於飛輪80之一延伸部87。

進一步說明馬達40之實施方式如后：馬達40具有複數永久磁石410與複數定子鐵芯420，複數定子鐵芯420環形分佈於定子42上，各定子鐵芯420設有一定子繞組422，複數永久磁石410環形分佈於轉子41上，轉子41與定子42中間設有一止推軸承39，使得複數定子鐵芯420與複數永久磁石410中間形有一氣隙40g；馬達40具有一馬達座體43及一馬達蓋體44，馬達40以馬達座體43鎖固於軸心30之固定部38，馬達蓋體44可鎖固於馬達座體43上；定 子42可固定於馬達座體43，轉子41之延伸部46以一第四軸承34連接於馬達蓋體44，轉子41之延伸部46並部份外露於馬達蓋體44，轉子41之延伸部46與軸心30中間設有一第五軸承35，以增加第一棘輪模組60之穩定性。

進一步說明電力單元50之實施方式如后：電力單元50具有一電路板51及複數充電電池52，電路板51可藉由其充電電路(圖未出示)對複數充電電池52進行充電，電力單元50並藉由電路板51與馬達40達成電性連接(例如以線纜電性連接電路板51與馬達40之定子繞組422)，使複數充電電池52可供電予馬達40，以驅動馬達40之轉子41旋轉；電力單元50具有一電力座體53及一電力蓋體54，電力單元50以電力座體53鎖固於軸心30之固定部38，電力蓋體54可鎖固於電力座體53上；電力座體53與第二基座20中間設有一第六軸承36，第二基座20之一凸部26抵住第六軸承36之內圈362，軸心30之後端302與飛輪80中間設有一第七軸承37，以增加第二棘輪模組70之穩定性。

進一步說明複數框架90之實施方式如后：各框架90具有一橫桿91，橫桿91之兩側各別具有一固定框92；其中各固定框92具有一對固定部920，以供鎖固於第一輪幅固定板11與第二輪幅固定板22，使複數框架90環繞設置於馬達40與電力單元50之外圍，藉此第一基座10與第二基座20可達成同步旋轉。

請參閱圖9所示，本創作之第二實施例與較佳實施例大致相同，兩者之差異處僅在於：第二基座20與軸心30中間設 有一第六軸承36，第六軸承36之外圈360嵌入第二基座20之一凹部260，軸心30之後端302與飛輪80中間設有一第七軸承37，以增加該第二棘輪模組70之穩定性。

請參閱圖10至圖11所示，本創作之第三實施例與第二實施例大致相同，兩者之差異處僅在於：轉子41與第一基座10之連接改採用單向軸承模組60a來達成，轉子41可藉由單向軸承模組60a驅動第一基座10單向旋轉；其中轉子41之延伸部46具有外螺紋段460，單向軸承模組60a具有外螺紋部610及內螺紋部640，單向軸承模組60a藉由外螺紋部610可鎖固於第一基座10，且轉子41之延伸部46藉由外螺紋段460可鎖固於單向軸承模組60a之內螺紋部640。

進一步說明第三實施例之作動方式如后：當外力驅動飛輪80時，飛輪80經由第二棘輪模組70驅動第二基座20旋轉，第二基座20帶動第二輪幅固定板22與第一輪幅固定板11同步旋轉，使電動輪1具有前進動力，第一基座10經由單向軸承模組60a可於轉子41上自由旋轉；當外力停止驅動飛輪80時，第二基座20經由第二棘輪模組70可於飛輪80上自由旋轉，且第一基座10經由單向軸承模組60a可於轉子41上自由旋轉，因此，第二輪幅固定板22與第一輪幅固定板11可繼續旋轉，使電動輪1可繼續前進。當電力單元50提供電力予馬達40時，轉子41經由單向軸承模組60a驅動第一基座10旋轉，第一基座10帶動第一輪幅固定板11與第二輪幅固定板22同步旋轉，使電動輪1具有輔助動力，第二基座20經由第 二棘輪模組70可於飛輪80上自由旋轉；當電力單元50停止提供電力時，第一基座10經由單向軸承模組60a可於轉子41上自由旋轉，且第二基座20經由第二棘輪模組70可於飛輪80上自由旋轉，因此，第一輪幅固定板11與第二輪幅固定板22可繼續旋轉，使電動輪1可繼續前進。

以上所列舉之各實施例相較於習知技術，具有增加空氣接觸面積、引進散熱氣流、延長使用壽命、簡化維修作業及降低維修成本等功效，並且可以避免電動輪在作動時對電力單元產生不良的影響。爰依法提出專利申請，懇請早日賜准本創作，以彰顯專利法鼓勵發明之立法精神，是所至盼。

1‧‧‧電動輪

10‧‧‧第一基座

11‧‧‧第一輪幅固定板

301‧‧‧軸心之前端

31‧‧‧第一軸承

40‧‧‧馬達

50‧‧‧電力單元

90‧‧‧框架

91‧‧‧橫桿

92‧‧‧固定框

Claims (20)

1. 一種具有馬達及電力單元之電動輪，包括：一第一基座，銜接一第一輪幅固定板；一第二基座，銜接一第二輪幅固定板；一軸心，穿入該第一基座與該第二基座；一馬達，固定於該軸心之一固定部，該馬達具有一轉子及一定子；一電力單元，固定於該軸心之固定部，該電力單元提供電力予該馬達；一第一棘輪模組，連接該轉子與該第一基座，使該轉子可驅動該第一基座單向旋轉；一第二棘輪模組，連接一飛輪與該第二基座，使該飛輪可驅動該第二基座單向旋轉；複數框架，環繞設置於該馬達與該電力單元之外圍，各框架跨接於該第一輪幅固定板與該第二輪幅固定板，使該第一基座與該第二基座可同步旋轉；其中該第一基座以一第一軸承連接於該軸心之前端，該飛輪以一第二軸承連接於該軸心之後端，該轉子以一第三軸承連接於該軸心，該馬達位於該第一基座與該電力單元中間，該電力單元位於該馬達與該第二基座中間。
2. 根據申請專利範圍第1項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該第一棘輪模組具有一第一棘輪及複數第一棘輪 爪，該第一棘輪固定於該第一基座，複數第一棘輪爪以一第一定位環設置於該轉子之一延伸部。
3. 根據申請專利範圍第1項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該第二棘輪模組具有一第二棘輪及複數第二棘輪爪，該第二棘輪固定於該第二基座，複數第二棘輪爪以一第二定位環設置於該飛輪之一延伸部。
4. 根據申請專利範圍第1項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該馬達具有複數永久磁石與複數定子鐵芯，複數定子鐵芯環形分佈於該定子上，各定子鐵芯設有一定子繞組，複數永久磁石環形分佈於該轉子上，該轉子與該定子中間設有一止推軸承，使得複數定子鐵芯與複數永久磁石中間形有一氣隙。
5. 根據申請專利範圍第4項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該馬達具有一馬達座體及一馬達蓋體，該馬達以該馬達座體鎖固於該軸心之固定部，該馬達蓋體並鎖固於該馬達座體上。
6. 根據申請專利範圍第5項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該定子固定於該馬達座體，該轉子之一延伸部以一第四軸承連接於該馬達蓋體，該轉子之延伸部並部份外露於該馬達蓋體，該轉子之延伸部與該軸心中間設有一第五軸承，以增加該第一棘輪模組之穩定性。
7. 根據申請專利範圍第1項所述具有馬達及電力單元之電動 輪，其中該電力單元具有一電路板及複數充電電池，該電路板可藉由其充電電路對複數充電電池進行充電，該電力單元並藉由該電路板與該馬達達成電性連接，使複數充電電池可供電予該馬達。
8. 根據申請專利範圍第7項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該電力單元具有一電力座體及一電力蓋體，該電力單元以該電力座體鎖固於該軸心之固定部，該電力蓋體並鎖固於該電力座體上。
9. 根據申請專利範圍第8項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該電力座體與該第二基座中間設有一第六軸承，該第二基座之一凸部抵住該第六軸承之內圈，該軸心之後端與該飛輪中間設有一第七軸承，以增加該第二棘輪模組之穩定性。
10. 根據申請專利範圍第8項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該第二基座與該軸心中間設有一第六軸承，該第六軸承之外圈嵌入該第二基座之一凹部，該軸心之後端與該飛輪中間設有一第七軸承，以增加該第二棘輪模組之穩定性。
11. 一種具有馬達及電力單元之電動輪，包括：一第一基座，銜接一第一輪幅固定板；一第二基座，銜接一第二輪幅固定板；一軸心，穿入該第一基座與該第二基座； 一馬達，固定於該軸心之一固定部，該馬達具有一轉子及一定子；一電力單元，固定於該軸心之固定部，該電力單元提供電力予該馬達；一單向軸承模組，連接該轉子與該第一基座，使該轉子可驅動該第一基座單向旋轉；一第二棘輪模組，連接一飛輪與該第二基座，使該飛輪可驅動該第二基座單向旋轉；複數框架，環繞設置於該馬達與該電力單元之外圍，各框架跨接於該第一輪幅固定板與該第二輪幅固定板，使該第一基座與該第二基座可同步旋轉；其中該第一基座以一第一軸承連接於該軸心之前端，該飛輪以一第二軸承連接於該軸心之後端，該轉子以一第三軸承連接於該軸心，該馬達位於該第一基座與該電力單元中間，該電力單元位於該馬達與該第二基座中間。
12. 根據申請專利範圍第11項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該轉子之一延伸部具有外螺紋段，該單向軸承模組具有一外螺紋部及一內螺紋部，該單向軸承模組以外螺紋部鎖固於該第一基座，該轉子之延伸部藉由該外螺紋段鎖固於該單向軸承模組之內螺紋部。
13. 根據申請專利範圍第11項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該第二棘輪模組具有一第二棘輪及複數第二棘 輪爪，該第二棘輪固定於該第二基座，複數第二棘輪爪以一第二定位環設置於該飛輪之一延伸部；各框架具有一橫桿，該橫桿之兩側各別具有一固定框，且各固定框具有一對固定部，以供鎖固該第一輪幅固定板與該第二輪幅固定板，使該第一基座與該第二基座可同步旋轉。
14. 根據申請專利範圍第11項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該馬達具有複數永久磁石與複數定子鐵芯，複數定子鐵芯環形分佈於該定子上，各定子鐵芯設有一定子繞組，複數永久磁石環形分佈於該轉子上，該轉子與該定子中間設有一止推軸承，使得複數定子鐵芯與複數永久磁石中間形有一氣隙。
15. 根據申請專利範圍第14項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該馬達具有一馬達座體及一馬達蓋體，該馬達以該馬達座體鎖固於該軸心之固定部，該馬達蓋體並鎖固於該馬達座體上。
16. 根據申請專利範圍第15項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該定子固定於該馬達座體，該轉子之一延伸部以一第四軸承連接於該馬達蓋體，該轉子之延伸部並部份外露於該馬達蓋體，該轉子之延伸部與該軸心中間設有一第五軸承，以增加一第一棘輪模組之穩定性。
17. 根據申請專利範圍第11項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該電力單元具有一電路板及複數充電電池，該 電路板可藉由其充電電路對複數充電電池進行充電，該電力單元並藉由該電路板與該馬達達成電性連接，使複數充電電池可供電予該馬達。
18. 根據申請專利範圍第17項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該電力單元具有一電力座體及一電力蓋體，該電力單元以該電力座體鎖固於該軸心之固定部，該電力蓋體並鎖固於該電力座體上。
19. 根據申請專利範圍第18項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該電力座體與該第二基座中間設有一第六軸承，該第二基座之一凸部抵住該第六軸承之內圈，該軸心之後端與該飛輪中間設有一第七軸承，以增加該第二棘輪模組之穩定性。
20. 根據申請專利範圍第18項所述具有馬達及電力單元之電動輪，其中該第二基座與該軸心中間設有一第六軸承，該第六軸承之外圈嵌入該第二基座之一凹部，該軸心之後端與該飛輪中間設有一第七軸承，以增加該第二棘輪模組之穩定性。