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TWM453636U - 電助力自行車之中置動力輸出機構 - Google Patents

電助力自行車之中置動力輸出機構 Download PDF

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Publication number
TWM453636U
TWM453636U TW101222985U TW101222985U TWM453636U TW M453636 U TWM453636 U TW M453636U TW 101222985 U TW101222985 U TW 101222985U TW 101222985 U TW101222985 U TW 101222985U TW M453636 U TWM453636 U TW M453636U
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TW
Taiwan
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ratchet
planetary
output mechanism
power output
gear
Prior art date
Application number
TW101222985U
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English (en)
Inventor
Min-Lang Bao
Original Assignee
J D Components Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by J D Components Co Ltd filed Critical J D Components Co Ltd
Priority to TW101222985U priority Critical patent/TWM453636U/zh
Publication of TWM453636U publication Critical patent/TWM453636U/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/14—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears
    • B62M11/145—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with planetary gears built in, or adjacent to, the bottom bracket

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

電助力自行車之中置動力輸出機構
本創作與電助力自行車有關，特別是有關於一種電助力自行車之中置動力輸出機構。
傳統的電助力自行車都是藉由騎乘者的踩踏力量搭配一動力輸出機構(如中置馬達)所提供之助力而獲得前進的動力，使得電助力自行車不會對騎乘者的體力造成太大的負擔，並且在休閒之餘又能達到健身的效果。
就一般中置馬達來說，因為本身的零組件多，所以在組裝完成之後很容易受到各零件之加工誤差的影響而導致在運轉時產生異音或振動現象。為了解決上述問題，日本特許第3974386號專利案所揭露之「電動驅動裝置之減速齒輪機構」是在馬達出力軸(如圖2所示之標號17的元件)17與曲柄軸(如圖2所示之標號6的元件)之間設置多數個螺旋齒輪(如圖2所示之標號24、25的元件)來達到消除加工誤差的效果，但是這些元件之間是採用不同軸向的配置，所以會產生材積增加的問題，故此專利案之設計確實有改進之必要。
本創作之主要目的在於提供一種電助力自行車之中置動力輸出機構，其能減少材積，並能消除各構件之間的加 工誤差來減少運轉時所產生的異音及振動。
為達成上述目的，本創作之中置動力輸出機構包含有一機殼、一曲柄軸、一大齒盤、一環齒輪、一馬達，以及一傳動單元。該曲柄軸可轉動地穿設於該機殼內；該大齒盤連接於該曲柄軸之一端，使得該大齒盤能受該曲柄軸之帶動而轉動，該大齒盤並具有一伸入該機殼內之傳動套件；該環齒輪固定於該機殼內；該馬達設於該機殼內且套設於該曲柄軸，用以提供助力，該馬達並具有一可相對該曲柄軸轉動之轉子；該傳動單元設於該機殼內，並具有一太陽輪、一行星支架，以及至少二行星輪，該太陽輪套接於該曲柄軸且具有一螺旋齒輪及一單向棘輪，該單向棘輪固定於該馬達之轉子且同軸地連接該螺旋齒輪，該行星支架可轉動地套設於該曲柄軸且連接該大齒輪之傳動套件，使得該行星支架能同步帶動該大齒盤作動，各該行星輪設於該行星支架且具有一螺旋齒部及一行星齒部，該螺旋齒部咬合該太陽輪之螺旋齒輪，該行星齒部同軸地連接於該螺旋齒部之一側面且咬合該環齒輪，使得各該行星輪在受到該太陽輪之帶動時能夠繞著該環齒輪轉動，並同時帶動該行星支架轉動。
藉由上述設計，本創作之中置動力輸出機構將該單向棘輪及該螺旋齒輪整合成該太陽輪來作為主要的動力傳輸元件，如此便能減少材積，同時能消除加工誤差而有效減少在運轉時所產生的異音及振動的狀況。
茲配合圖式列舉以下較佳實施例，用以對本創作之結構及功效進行詳細說明。
請先參閱第一及二圖，為本創作一較佳實施例之中置動力輸出機構10，主要應用於一電助力自行車，包含有一機殼20、一曲柄軸30、一大齒盤40、一馬達50，以及一傳動單元60。
機殼20具有一殼體22及一固定於殼體22一端之端蓋24。
曲柄軸30穿設於機殼內20，並以其兩端伸出機殼20外與一曲柄32連接。
如第二及三圖所示，大齒盤40具有一傳動套件42、一固定於傳動套件42之齒盤固定座44，以及一固定於齒盤固定座44之齒盤本體46，其中的傳動套件42之一端伸入機殼20內且藉由一單向棘輪48與曲柄軸30連接，使得大齒盤40能夠受到曲柄軸30之驅動而作單向轉動。
馬達50設於機殼20內，並具有一定子52及一轉子54，轉子54套設於曲柄軸30且與曲柄軸30之間設有二滾珠軸承56而完成組裝定位。當對定子52通以電流時，即可驅動轉子54相對定子52及曲柄軸30轉動。
如第二至四圖所示，傳動單元60具有一環齒輪61、一太陽輪62、一行星支架63，以及三行星輪64。環齒輪61之外環面固定於機殼20之殼體22的內壁面；太陽輪62同軸套接於曲柄軸30，並且具有一螺旋齒輪70及一單向 棘輪80，單向棘輪80具有一外棘輪82、一內棘輪84，以及三棘齒86，外棘輪82與馬達50之轉子54之間藉由二相對之結合鍵88(當然至少一個也有相同效果)而固定在一起，內棘輪84一體地同軸連接於螺旋齒輪70之一端，各棘齒86設於外棘輪82及內棘輪84之間；行星支架63可轉動地套設於曲柄軸30且藉由多數根螺栓632連接於大齒盤40之傳動套件42，使得行星支架63能夠透過傳動套件42而同步帶動大齒盤40轉動，此外，行星支架63與內棘輪84之間設有一滾珠軸承65而完成兩者的組裝定位；各行星輪64、行星支架63，以及大齒盤40之傳動套件42之間藉由一行星輪軸66而連接在一起，而且，各行星輪64具有一螺旋齒部642及一行星齒部644，螺旋齒部642咬合太陽輪62之螺旋齒輪70，行星齒部644同軸地連接於螺旋齒部642之一側面且咬合環齒輪61，如第五圖所示。
以上為本創作之中置動力輸出機構10的詳細結構，以下就本創作之動作流程及特色進行說明。
當騎乘者開始騎乘時，曲柄軸30會受到兩曲柄32的帶動而開始轉動，並在轉動的過程中透過單向棘輪48來驅動大齒盤40之傳動套件42進行單向轉動，藉以帶動大齒盤40來達到動力輸出的目的。
當要輸出助力時，先對馬達50之定子52通電來控制轉子54開始轉動，在轉子54轉動的過程中會先帶動太陽輪62之單向棘輪80的外棘輪82轉動，接著外棘輪82會再透過各棘齒86來帶動內棘輪84轉動，接著內棘輪84 再帶動螺旋齒輪70轉動，使得整個太陽輪62會受到馬達50之轉子54的驅動而開始轉動，太陽輪62在轉動時會藉由螺旋齒輪70與各行星輪64之螺旋齒部642之間的咬合而帶動各行星輪64開始轉動，此時因環齒輪61是固定不動，所以各行星輪64會繞著環齒輪61轉動且同時帶動行星支架63轉動，如第五及六圖所示，如此一來，行星支架63便會帶動大齒盤40之傳動套件42轉動，藉以帶動大齒盤40來達到助力輸出的效果。
綜上所陳，本創作之中置動力輸出機構10所提供之太陽輪62是將單向棘輪80與螺旋齒輪70以同軸連接的方式整合在一起，相較於習用專利案係能讓整體體積更為輕巧，同時也具備兩者的特性，例如運轉平順、低噪音、高輸出扭矩，以及消除間隙等，用以有效解決加工誤差所帶來的運轉異音及振動問題，此外，本創作之中置動力輸出機構10利用滾珠軸承65作為太陽輪62與行星支架63之間的支撐，可以提升整體結構的耐用性及穩定性。
最後，本創作於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。
10‧‧‧中置動力輸出機構
20‧‧‧機殼
22‧‧‧殼體
24‧‧‧端蓋
30‧‧‧曲柄軸
32‧‧‧曲柄
40‧‧‧大齒盤
42‧‧‧傳動套件
44‧‧‧齒盤固定座
46‧‧‧齒盤本體
48‧‧‧單向棘輪
50‧‧‧馬達
52‧‧‧定子
54‧‧‧轉子
56‧‧‧滾珠軸承
60‧‧‧傳動單元
61‧‧‧環齒輪
62‧‧‧太陽輪
63‧‧‧行星支架
632‧‧‧螺栓
64‧‧‧行星輪
642‧‧‧螺旋齒部
644‧‧‧行星齒部
65‧‧‧滾珠軸承
66‧‧‧行星輪軸
70‧‧‧螺旋齒輪
80‧‧‧單向棘輪
82‧‧‧外棘輪
84‧‧‧內棘輪
86‧‧‧棘齒
88‧‧‧結合鍵
第一圖為本創作一較佳實施例之立體圖。
第二圖為本創作一較佳實施例之立體分解圖。
第三圖為本創作一較佳實施例之縱向剖視圖。
第四圖為本創作一較佳實施例之橫向剖視圖，主要顯示馬達之轉子與單向棘輪之間的關係。
第五圖為本創作一較佳實施例之另一橫向剖視圖，主要顯示行星支架尚未轉動之狀態。
第六圖類同於第五圖，主要顯示行星支架轉動時之狀態。
10‧‧‧中置動力輸出機構
22‧‧‧殼體
24‧‧‧端蓋
30‧‧‧曲柄軸
40‧‧‧大齒盤
42‧‧‧傳動套件
44‧‧‧齒盤固定座
46‧‧‧齒盤本體
48‧‧‧單向棘輪
50‧‧‧馬達
52‧‧‧定子
54‧‧‧轉子
56‧‧‧滾珠軸承
60‧‧‧傳動單元
61‧‧‧環齒輪
62‧‧‧太陽輪
63‧‧‧行星支架
64‧‧‧行星輪
642‧‧‧螺旋齒部
644‧‧‧行星齒部
65‧‧‧滾珠軸承
66‧‧‧行星輪軸
70‧‧‧螺旋齒輪
80‧‧‧單向棘輪
82‧‧‧外棘輪
84‧‧‧內棘輪
86‧‧‧棘齒

Claims (7)

  1. 一種電助力自行車之中置動力輸出機構，包含有：一機殼；一曲柄軸，可轉動地穿設於該機殼內；一大齒盤，連接於該曲柄軸之一端，並具有一伸入該機殼內之傳動套件；一馬達，設於該機殼內且套設於該曲柄軸，並具有一可相對該曲柄軸轉動之轉子；以及一傳動單元，具有一環齒輪、一太陽輪、一行星支架，以及至少二行星輪，該環齒輪固定於該機殼內，該太陽輪同軸套接於該曲柄軸且具有一螺旋齒輪及一單向棘輪，該單向棘輪固定於該馬達之轉子且同軸地連接該螺旋齒輪，該行星支架可轉動地套設於該曲柄軸且連接該大齒輪之傳動套件，各該行星輪可轉動地設於該行星支架且具有一螺旋齒部及一行星齒部，該螺旋齒部咬合該太陽輪之螺旋齒輪，該行星齒部同軸地連接於該螺旋齒部之一側面且咬合該環齒輪。
  2. 如請求項1所述之電助力自行車之中置動力輸出機構，其中該太陽輪之單向棘輪具有一外棘輪、一內棘輪，以及多數個棘齒，該外棘輪固定於該馬達之轉子，該內棘輪一體地同軸連接於該螺旋齒輪，各該棘齒設於該外棘輪及該內棘輪之間。
  3. 如請求項2所述之電助力自行車之中置動力輸出機構，其中該單向棘輪之外棘輪與該馬達之轉子之間藉由至 少一結合鍵而固定在一起。
  4. 如請求項2或3所述之電助力自行車之中置動力輸出機構，其中該單向棘輪之內棘輪及該行星支架之間設有一滾珠軸承。
  5. 如請求項4所述之電助力自行車之中置動力輸出機構，其中該曲柄軸與該馬達之轉子之間設有至少一滾珠軸承。
  6. 如請求項5所述之電助力自行車之中置動力輸出機構，其中該大齒盤之傳動套件藉由一單向棘輪連接於該曲柄軸。
  7. 如請求項6所述之電助力自行車之中置動力輸出機構，其中該大齒盤之傳動套件、該行星支架，以及各該行星輪之間藉由一行星輪軸而連接在一起。
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