TWM589649U

TWM589649U - 提升馬達效率之電動機車結構改良

Info

Publication number: TWM589649U
Application number: TW108212039U
Authority: TW
Inventors: 蘇國信; 蘇大宇
Original assignee: 蘇國信; 蘇大宇
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2020-01-21

Abstract

本創作係有關一種提升馬達效率之電動機車結構改良，其主要包括電動馬達、變速齒輪組及變速齒輪箱，其中該變速齒輪組係組設於該變速齒輪箱本體內，該變速齒輪組之動力輸入軸一端係穿過變速齒輪箱中座，於動力輸入軸該端組設有一動力輸入皮帶輪，前述電動馬達係組設於該變速齒輪箱中座側邊所形成之鎖固部，並於電動馬達之轉軸上組設一馬達皮帶輪，並於馬達皮帶輪與前述動力輸入皮帶輪間套組一皮帶，進而使電動馬達可藉皮帶驅動該變速齒輪組之動力輸入軸，並透過變檔踏桿及變檔軸，產生變速（檔）之目的，並將所產生之轉速由變速齒輪組中之轉速輸出軸輸出，並由設於轉速輸出軸上之轉速輸出鏈齒輪以鏈條帶動後輪，以得到車輛在不同路況所需不同之扭力輸出，進而使電動馬達於車輛起步及爬坡等之各種操控狀態，都能產生最合適之驅動扭矩及速率，進而使電動馬達達到最佳輸出效率，大幅降低耗電及提升續航力之目的。

Description

提升馬達效率之電動機車結構改良

本創作係有關一種提升馬達效率之電動機車結構改良，尤指一種直接運用舊或新燃油引擎車輛之變速齒輪箱，改裝成為以電動馬達為動力源，以驅動變速齒輪箱，以藉傳統燃油引擎車輛原變速齒輪箱之優質變速效果，使電動馬達於車輛起步及各種行進狀態，都能產生最合適之驅動速率，進而使電動馬達達到最佳輸出效率，大幅降低耗電及提升續航力之目的。

本創作係有關一種提升馬達效率之電動機車結構，係本創作人先前申請第105120677號發明專利案之更進一步改良，同時與前述發明專利案相同內容之美國專利申請案亦已於2019年1月29日核准美國專利號Patent No.10,189,543 B2，本案係將前所申請之結構作進一步之精簡設計，並將主驅動軸、主驅動齒輪及離合器去除，同時並將設於變速齒輪處一側做為動力輸入之動力輸入齒輪以一動力輸入皮帶輪取代，以使電動馬達直接以皮帶帶動該動力輸入皮帶輪，以達結構精簡、提升馬達效率、降低馬達耗電及提升續航力之目的。

再者，於本創作人先前申請第105120677號發明專利案中已提及，目前電動車未能大幅取代燃油車之市場銷售量，即表示電動車之性能仍然無法滿足消費者之實用需求，主要的原因在於電動車發展至今仍舊不斷改進其主要之缺點：續航力不足、充電時間過長、起步扭力不足與高性能車種成本過高，因此電源儲存裝置未改進之前，最快而有效之方式就是改變馬達之驅動方式，目前市場上所販賣的電動車驅動之方式概略分為：（1）直接驅動、（2）減速齒輪驅動、（3）皮帶式CVT驅動。而目前市場上所販賣的電動車驅動之方式其特性及缺點簡述如下：

（1）直接驅動方式：其結構簡單、無複雜之變速系統、成本低廉是許多電動車使用之方式，但也是與實際使用落差最大的一種；當使用馬力較小之馬達時，雖然消耗之電流較少、在起步到低速之階段比較容易操控，但是實際市區行駛之情況是前進與停止頻繁之路況，會因為馬力較小造成起步時間加長而造成馬達於車輛起步階段馬達為了克服慣性而自電瓶抽取大量電源，遇到有坡度之路段因無法變速而加大扭力輸出，更大幅縮短行駛里程。加大馬達之馬力雖然可以改善上述之缺點，但是除了消耗電能增加之外，大馬力輸出會在車輛剛起步階段容易造成爆衝之危險，而使得一般駕駛人難以操縱。

（2）固定減速齒輪比驅動方式：其係以高轉速馬達搭配減速齒輪可以改善起步到低速階段之能力，但是固定比例之減速齒輪組難以同時滿足低速與高速之駕駛需求（電動車於高速行駛時，駕駛者只能增加馬達轉速，馬達高速運轉更會產生高溫，造成馬達消耗更高之電能，大幅降低電動車之續航距離）。

（3）皮帶式CVT驅動方式：其採用兩組V型溝槽之轉盤夾緊傳動皮帶，利用馬達轉動速度的高低改變V型溝槽轉盤之離心力，進一步改變轉盤之直徑比例，就能完成減速比例。 V型溝槽之轉盤必須夾緊傳動皮帶是為了防止皮帶與轉盤之間的滑動，因此容易產生高摩擦高熱散溢造成大量能源損耗，亦大幅降低電動車之續航距離。

再者，一般燃油引擎車輛，其係藉由離合器及變速齒輪箱之搭配，並藉汽缸、曲柄及曲柄軸以產生最佳之驅動效果，並得到省油之目的，但燃油引擎將大量排放廢氣，造成空氣汙染，但如何去除燃油引擎之汙染問題，並利用其變速齒輪箱使電動馬達可發揮最大功效，減少耗電及增加航程，則是本創作之主要創作目的。

＜所欲解決之技術問題＞本創作人有鑑於上述習知燃油引擎結構複雜及目前電動車輛設計之實用困難及有待改善之缺失，盼能提供一突破性之設計，以增進實用效果，乃潛心研思、設計組製，綜集其多年從事相關產品設計產銷之專業技術知識與實務經驗及研思設計所得之成果，終研究出本創作一種提升馬達效率之電動機車結構改良，以提供使用者。

＜解決問題之技術手段＞本案係將本創作人先前申請第105120677號發明專利案之結構作進一步之精簡設計，其中除將原燃油引擎之汽缸、曲柄及曲柄軸等內燃機之燃爆構件取下，並將前案中之主驅動軸、主驅動齒輪及離合器去除，同時並將設於變速齒輪處一側做為動力輸入之動力輸入齒輪以一動力輸入皮帶輪取代，以使電動馬達直接以皮帶帶動該動力輸入皮帶輪，以達結構精簡、提升馬達效率、降低馬達耗電及提升續航力之目的。

其主要包括電動馬達、變速齒輪組及變速齒輪箱，其中該變速齒輪組係組設於該變速齒輪箱本體內，該變速齒輪組之動力輸入軸一端係穿過變速齒輪箱中座，於動力輸入軸該端組設有一動力輸入皮帶輪，前述電動馬達係組設於該變速齒輪箱中座側邊所形成之鎖固部，電動馬達之轉軸係穿過鎖固部，並於電動馬達之轉軸上組設一馬達皮帶輪，並於馬達皮帶輪與前述動力輸入皮帶輪間套組一皮帶，進而使電動馬達可藉皮帶驅動該變速齒輪組之動力輸入軸，並透過變檔踏桿及變檔軸，使設於變檔軸一端之連桿帶動檔位切換盤之延伸臂，使設於撥叉軸上之檔位切換盤可驅動撥叉軸以產生變速（檔）之目的，並將所產生之轉速由變速齒輪組中之轉速輸出軸輸出，並由設於轉速輸出軸上之轉速輸出鏈齒輪以鏈條帶動後輪。

本創作人藉由先前申請第105120677號發明專利案之實施經驗得知，一般燃油引擎因燃爆時活塞驅動曲柄軸轉動慣性大，故加速及減速之反應時間較長，若沒有離合器之控制，將產生起步熄火與行駛中進檔、退檔時容易發生齒輪打齒之情形，而電動車沒有起步熄火的問題，馬達加速及減速之反應時間短，藉由上述電動馬達以皮帶驅動動力輸入軸，經由變速齒輪組、轉速輸出鏈齒輪、再藉由鏈條而將動力傳輸至後輪，因此，本案無需離合器，只需於換檔時適度運用速度控制轉把，略為降低馬達轉速，而減輕變速齒輪組輸出之扭力負載後，即可利用變檔踏桿輕易進檔或退檔。

此外，本創作電動馬達與動力輸入軸之傳動方式，可於電動馬達轉軸及動力輸入軸上，均設一鏈齒輪，並以鏈條做為連結驅動，再一種實施例，亦可於電動馬達轉軸及動力輸入軸上，均設有一齒輪，或再於兩齒輪間另設一中間齒輪，藉以增加馬達轉軸與動力輸入軸兩軸間之中心距離，可避免馬達安裝於變速齒輪箱時與本體發生干涉，以形成另一種驅動方式。

＜對照先前技術之功效＞本創作之主要目的係將前案中之主驅動軸、主驅動齒輪及離合器去除，同時並將設於變速齒輪處一側做為動力輸入之動力輸入齒輪以一動力輸入皮帶輪取代，以使電動馬達直接以皮帶帶動該動力輸入皮帶輪，以達結構精簡、降低成本、提升馬達效率、降低馬達耗電及提升續航力之目的。

為使　貴審查委員能更了解本創作之結構特徵及其功效，茲配合圖式並詳細說明於後。

請參閱第一圖、第二圖、第三圖、第四圖及第五圖所示，本創作係有關一種提升馬達效率之電動機車結構改良，其主要包括電動馬達（1）、變速齒輪組（42）及變速齒輪箱（4），該變速齒輪組（42）係組設於該變速齒輪箱（4）本體（41）內，該變速齒輪組（42）之動力輸入軸（423）一端係穿過變速齒輪箱（4）中座（411），於動力輸入軸（423）該端組設有一動力輸入皮帶輪（43），前述電動馬達（1）係組設於該變速齒輪箱（4）中座（411）側邊所形成之鎖固部，電動馬達（1）之轉軸（11）係穿過該變速齒輪箱（4）中座（411）鎖固部，並於電動馬達（1）之轉軸（11）上組設一馬達皮帶輪（12），並於馬達皮帶輪（12）與前述動力輸入皮帶輪（43）間套組一皮帶（2），進而使電動馬達（1）可藉皮帶（2）驅動該變速齒輪組（42）之動力輸入軸（423），並透過變檔踏桿（5）及變檔軸（51），使設於變檔軸（51）一端之連桿（52）帶動延伸臂（531）推拉檔位切換盤（53），使設於撥叉軸（54）上之檔位切換盤（53）可驅動撥叉軸（54）以產生變速（檔）之目的，並將所產生之轉速由變速齒輪組（42）中之轉速輸出軸（422）輸出，並由設於轉速輸出軸（422）上之轉速輸出鏈齒輪（421）以鏈條帶動車輛（6）之後輪（62），前述連桿（52）具有一軸孔（521），藉該軸孔（521）組接於變檔軸（51）一端，連桿（52）另一端具有一樞接孔（522），檔位切換盤（53）之延伸臂（531）外端則樞接於連桿（52）之樞接孔（522），另檔位切換盤（53）具有一軸孔（532），藉該軸孔（532）組接於撥叉軸（54）一端以控制變檔，於該變速齒輪箱（4）中座（411）另設有一側蓋（412），以方便維修，於車輛（6）座位前方設有電池（3），以提供所需之電源。

一般燃油引擎因燃爆時活塞驅動曲柄軸轉動慣性大，故加速及減速之反應時間較長，若沒有離合器之控制，將產生起步熄火與行駛中進檔、退檔時容易發生齒輪打齒之情形，而電動車沒有起步熄火的問題，馬達加速及減速之反應時間短，藉由上述電動馬達（1）以皮帶（2）驅動動力輸入軸（423），經由變速齒輪組（42）及轉速輸出鏈齒輪（421），再藉由鏈條而將動力傳輸至後輪（62），因此，本案無需離合器，只需於換檔時適度運用速度控制轉把（61），略為降低電動馬達（1）轉速，而減輕變速齒輪組（42）輸出之扭力負載後，即可利用變檔踏桿（5）輕易進檔或退檔。

此外，本創作電動馬達（1）與動力輸入軸（423）之傳動方式，可於電動馬達（1）轉軸（11）及動力輸入軸（423）上，均設一鏈齒輪（121）（431），並以鏈條（21）做為連結驅動（如第六圖所示），再一種實施例，亦可於電動馬達（1）轉軸（11）及動力輸入軸（423）上，均設有一齒輪（122）（432），或再於兩齒輪（122）（432）間另設一中間齒輪（22），藉以增加馬達轉軸（11）與動力輸入軸（423）兩軸間之中心距離，可避免馬達（1）安裝於變速齒輪箱（4）時與本體（41）發生干涉，以形成另一種驅動方式（如第七圖所示）。

綜上所述，本創作具無燃油引擎之汙染問題，並利用其變速齒輪箱使電動馬達可發揮最大功效、減少耗電、具極低故障率及增加航程等功效，為一甚具新穎性、進步性及可供產業上應用之創作，實已符合新型專利之給與要件，爰依法提出專利申請，尚祈　貴審查委員能詳予審查，並早日賜准本案專利，實為德便。

唯以上所述者，僅為本創作所舉之其中較佳實施例，當不能以之限定本創作之範圍，舉凡依本創作申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。

（1）‧‧‧電動馬達（11）‧‧‧轉軸（12）‧‧‧皮帶輪（122）（432）‧‧‧齒輪（121）（431）‧‧‧鏈齒輪（2）‧‧‧皮帶（21）‧‧‧鏈條（22）‧‧‧中間齒輪（3）‧‧‧電池（4）‧‧‧變速齒輪箱（41）‧‧‧本體（411）‧‧‧中座（412）‧‧‧側蓋（42）‧‧‧變速齒輪組（421）‧‧‧轉速輸出鏈齒輪（422）‧‧‧轉速輸出軸（423）‧‧‧動力輸入軸（43）‧‧‧動力輸入皮帶輪（5）‧‧‧變檔踏桿（51）‧‧‧變檔軸（52）‧‧‧連桿（521）（532）‧‧‧軸孔（522）‧‧‧樞接孔（53）‧‧‧檔位切換盤（531）‧‧‧延伸臂（54）‧‧‧撥叉軸（6）‧‧‧車輛（61）‧‧‧速度控制轉把（62）‧‧‧後輪

第一圖係本創作之立體分解圖。第二圖係本創作之組合立體圖。第三圖係本創作將變速齒輪箱取下時之內部結構立體圖。第四圖係本創作實際結合於機車上時之實施例局部立體分解圖。第五圖係本創作實際結合於機車上時之實施例立體圖。第六圖係本創作以鏈條傳動之另一實施例立體分解圖。第七圖係本創作以齒輪傳動之再一種實施例立體分解圖。

(1)‧‧‧電動馬達

(4)‧‧‧變速齒輪箱

(421)‧‧‧轉速輸出鏈齒輪

(422)‧‧‧轉速輸出軸

(5)‧‧‧變檔踏桿

(51)‧‧‧變檔軸

Claims

一種提升馬達效率之電動機車結構改良，其主要包括電動馬達、變速齒輪組及變速齒輪箱，其主要特徵為：該變速齒輪組係組設於該變速齒輪箱本體內，該變速齒輪箱本體一側設有一中座，該變速齒輪組之動力輸入軸一端係穿過變速齒輪箱中座，於動力輸入軸該端組設有一動力輸入皮帶輪，前述電動馬達係組設於該變速齒輪箱中座側邊所形成之鎖固部，電動馬達之轉軸係穿過該變速齒輪箱中座鎖固部，於電動馬達之轉軸上組設一馬達皮帶輪，並於馬達皮帶輪與前述動力輸入皮帶輪間套組一皮帶，進而使電動馬達可藉皮帶驅動該變速齒輪組之動力輸入軸，並透過變檔踏桿及變檔軸，使設於變檔軸一端之連桿帶動樞接於檔位切換盤之延伸臂推拉檔位切換盤，使設於撥叉軸上之檔位切換盤可驅動撥叉軸以產生變速（檔）之目的，並將所產生之轉速由變速齒輪組中之轉速輸出軸輸出，並由設於轉速輸出軸上之轉速輸出鏈齒輪以鏈條帶動車輛之後輪。
如申請專利範圍第1項所述提升馬達效率之電動機車結構改良，其中於該變速齒輪箱中座外側另設有一側蓋，以方便維修。
如申請專利範圍第1項所述提升馬達效率之電動機車結構改良，其中另包括一速度控制轉把，以控制電動馬達之輸出轉速與行駛速度。
一種提升馬達效率之電動機車結構改良，其主要包括電動馬達、變速齒輪組及變速齒輪箱，其主要特徵為：該變速齒輪組係組設於該變速齒輪箱本體內，該變速齒輪箱本體一側設有一中座，該變速齒輪組之動力輸入軸一端係穿過變速齒輪箱中座，於動力輸入軸該端組設有一鏈齒輪，前述電動馬達係組設於該變速齒輪箱中座側邊所形成之鎖固部，電動馬達之轉軸係穿過該變速齒輪箱中座鎖固部，於電動馬達之轉軸上組設一鏈齒輪，並於電動馬達之轉軸上所設鏈齒輪與前述動力輸入軸端所設鏈齒輪間套組一鏈條，進而使電動馬達可藉鏈條驅動該變速齒輪組之動力輸入軸，並透過變檔踏桿及變檔軸，使設於變檔軸一端之連桿帶動樞接於檔位切換盤之延伸臂推拉檔位切換盤，使設於撥叉軸上之檔位切換盤可驅動撥叉軸以產生變速（檔）之目的，並將所產生之轉速由變速齒輪組中之轉速輸出軸輸出，並由設於轉速輸出軸上之轉速輸出鏈齒輪以鏈條帶動車輛之後輪。
如申請專利範圍第4項所述提升馬達效率之電動機車結構改良，其中於該變速齒輪箱中座外側另設有一側蓋，以方便維修。
如申請專利範圍第4項所述提升馬達效率之電動機車結構改良，其中另包括一速度控制轉把，以控制電動馬達之輸出轉速與行駛速度。
一種提升馬達效率之電動機車結構改良，其主要包括電動馬達、變速齒輪組及變速齒輪箱，其主要特徵為：該變速齒輪組係組設於該變速齒輪箱本體內，該變速齒輪箱本體一側設有一中座，該變速齒輪組之動力輸入軸一端係穿過變速齒輪箱中座，於動力輸入軸該端組設有一齒輪，前述電動馬達係組設於該變速齒輪箱中座側邊所形成之鎖固部，電動馬達之轉軸係穿過該變速齒輪箱中座鎖固部，於電動馬達之轉軸上組設一齒輪，使設於電動馬達之轉軸上所設齒輪與前述動力輸入軸端所設齒輪相互咬合傳動，進而使電動馬達可藉齒輪驅動該變速齒輪組之動力輸入軸，並透過變檔踏桿及變檔軸，使設於變檔軸一端之連桿帶動樞接於檔位切換盤之延伸臂推拉檔位切換盤，使設於撥叉軸上之檔位切換盤可驅動撥叉軸以產生變速（檔）之目的，並將所產生之轉速由變速齒輪組中之轉速輸出軸輸出，並由設於轉速輸出軸上之轉速輸出鏈齒輪以鏈條帶動車輛之後輪。
如申請專利範圍第7項所述提升馬達效率之電動機車結構改良，其中於該變速齒輪箱中座外側另設有一側蓋，以方便維修。
如申請專利範圍第7項所述提升馬達效率之電動機車結構改良，其中另包括一速度控制轉把，以控制電動馬達之輸出轉速與行駛速度。
如申請專利範圍第7項所述提升馬達效率之電動機車結構改良，其中於該動力輸入軸該端所設齒輪與電動馬達轉軸上所設齒輪間另設一中間齒輪。