專利名稱：混合動力載具驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種驅動裝置，尤指一種具有離合作用的混合動力載具驅動裝置。
背景技術：
混合動力車輛指的是所有使用超過一種燃料或能量來源的車輛，而驅動系統可以有一套或多套。常見的混合動力車輛有油電混合動力車(Hybrid Electric Vehicle簡稱HE V)及電動自行車(Motorized Bicycle/Electric Bicycle)。以電動自行車為例，它包括一人力驅動機構，向后輪傳達來自踏板的人力驅動力，及一電動驅動機構，以驅動曲柄軸、前輪軸或后輪軸的馬達為動力源。然而，因為電動驅動機構和人力驅動機構經常連結的關系，因此一旦在騎乘途中因為故障或蓄電池電力耗盡時，就必須改用人力踩踏，此時除了得克服電動自行車本身的重量外，還得增加額外的踏力去克服電動驅動機構所帶來的阻力，導致在踩踏時非常吃力，而失去自行車原有的便利性。為了克服上述問題，因此有很多不同的技術方案被提出。例如，臺灣發明第1296597號“電動腳踏車驅動機構”、新型第M345033號“電動、腳踏雙用自行車之省力裝置”等，是利用棘輪和棘齒的自由輪(一種離合器)原理，當以馬達驅動時，不會向曲柄軸傳達動力；反之，以人力驅動時，則不用帶動馬達。又如，臺灣新型第M416565號“離合式自行車電力驅動裝置及其離合式驅動器”，則是采用兼具軸承及離合器功能的單向軸承，達到人力與馬達動力互不干擾的目的。

發明內容
本發明的目的在提供一種嶄新的混合動力載具驅動裝置，可在以馬達驅動時，向出力軸傳達旋轉運動；以出力軸為主動軸時，則使出力軸和電動驅動機構脫離，由于負荷較少的關系，動力的損失也很少，可以輕快地傳達動力。具體實現本發明的混合動力載具驅動裝置，包含一出力軸；一馬達，用以產生一動力，該動力通過一支撐于該出力軸旋轉的主軸輸出；一減速機構，具有一入力齒輪連結在該馬達主軸上，及一出力齒輪支撐于該出力軸旋轉，以將該馬達主軸的轉速降低，同時提升輸出扭力；一連動中心軸，與該減速機構的出力齒輪連結而支撐于該出力軸旋轉，并具有至少一設置在其外周部的切面；一連動套管，連結在該出力軸上；及至少一滾子軸承，被夾持在該連動套管的內周面和該連動中心軸的切面之間的間隙內運動。所述減速機構為行星齒輪裝置。在另一實施例中，所述混合動力載具驅動裝置，包含:一出力軸；一馬達，用以產生一動力，該動力通過一主軸輸出；一減速機構，具備一與該馬達主軸連結的入力齒輪，及一支撐于該出力軸旋轉而與該入力齒輪銜接的出力齒輪，以將該馬達主軸的轉速降低，同時提升輸出扭力；一連動中心軸，與該減速機構的出力齒輪連結而支撐于該出力軸旋轉，并具有至少一設置在其外周部的切面；一連動套管，連結在該出力軸上；及至少一滾子軸承，被夾持在該連動套管的內周面和該連動中心軸的切面之間的間隙內運動。所述減速機構的入力齒輪和出力齒輪為斜齒輪，或者所述入力齒輪采用蝸桿，所述出力齒輪使用蝸輪。所述連動套管通過一單向傳動裝置支撐于所述出力軸轉動。所述單向傳動裝置包括單向軸承。所述混合動力載具驅動裝置又包含一介于所述連動套管和所述滾子軸承之間的從動軸套。本發明的功效在于:當以馬達為動力源時，可向出力軸傳達旋轉運動；反之，在馬達停止運轉而以出力軸為主動軸時，則使其與減速機構和馬達的結合予以解開，使出力軸因為少了電動驅動機構的負荷，而可輕快地傳達動力。至于本發明的技術內容及其它目的與特點參照下面配合附圖的實施例說明即可完全明白。


圖1為本發明的第一實施例軸向剖面圖。圖2為沿圖1中2-2線的剖面圖。圖3為本發明的第二實施例軸向剖面圖。圖4為沿圖3中4-4線的剖面圖。附圖標記10、10a驅動裝置 11出力軸 12、12a馬達 13、13a減速機構14連動中心軸15連動套管16從動軸套17滾子軸承18軸承19管狀殼體20大齒盤21、21a主軸22軸承23入力齒輪24軸承25出力齒輪26切面27中間齒輪28間隙29入力齒輪30出力齒輪
具體實施例方式圖1為本發明混合動力載具驅動裝置10的軸向剖面，圖2為其徑向剖面，并以應用于電動自行車來說明本發明的技術內容。該驅動裝置10包括有出力軸11、馬達12、減速機構13、連動中心軸14、連動套管15、從動軸套16及滾子軸承17。其中:出力軸11在電動自行車中，出力軸11即為曲柄軸(Crankshaft)，其兩端由軸承18支撐于自行車車架的底部托架(Bottom Bracket)的管狀殼體(俗稱五通管)19為轉動自如。出力軸11的兩端則有曲柄(圖未示)，左、右曲柄的末端各有踏板(圖未示)，右曲柄內側則有大齒盤20。右曲柄和出力軸11也可為一體成型。馬達12是將蓄電池(圖未示)或其它能源如太陽能供應的電能轉變成動能，使自行車運動的動力來源。所述馬達12產生的動能通過一主軸21輸出，該主軸21由軸承22支撐于出力軸11旋轉。減速機構13是將馬達主軸21的轉速降低，同時提升輸出扭力的裝置。在附圖的實施例中，減速機構13采用行星齒輪裝置(Planetary Gears)，主要包括一結合在馬達主軸21上的入力齒輪23、一對與入力齒輪23外接的中間齒輪27，及一與中間齒輪27內接的出力齒輪25。其它已知的齒輪減速裝置等也可采用，不受行星齒輪裝置的限制。連動中心軸14連結在減速機構13的出力齒輪25上，并由軸承24支撐于出力軸11轉動而隨著出力齒輪25旋轉。在附圖的實施例中，連動中心軸14和減速機構13由同一軸承24所支撐，但也可由不同的軸承分別支撐而繞出力軸11轉動。又，連動中心軸14具有至少一設置在其外周部的切面26。在如圖所示的較佳實施例中，連動中心軸14包含一對相對應的切面26分別相隔180度設置在其外周部。連動套管15連結在出力軸11上而與之同步旋轉。連動套管15也可通過單向軸承(圖未示)支撐于出力軸11轉動。單向軸承具有軸承加離合器的作用，也就是，連動套管15為主動件時，可帶動出力軸11同轉；反向傳動時，出力軸11為空轉狀態，不會向連動套管15傳達旋轉。其它單向傳動裝置也可采用，不受單向軸承的限制。因為單向傳動裝置屬習用技術，故進一步說明實無必要。從動軸套16設置在連動套管15的內部，兩者以摩擦傳動原理向對方傳達旋轉運動，也就是，當連動套管15為主動件時，從連動套管15向從動軸套16傳達旋轉運動；當從動軸套16為主動件時，則自從動軸套16向連動套管15傳達旋轉運動。滾子軸承(Roller Bearing) 17與連動中心軸14的切面26同樣成對配置,每一滾子軸承17被夾持在一切面26和從動軸套16的內周面之間的間隙28內運動，同時藉線支撐而承受著力量。如以上所說明的驅動裝置10，當使用馬達12產生的動力驅動自行車時，馬達主軸21的運轉速度經減速機構13降低后，使結合在減速機構13的出力齒輪25的連動中心軸14同步轉動，并通過連動中心軸14的切面26帶動滾子軸承17在該切面26和從動軸套16的內周面之間的間隙28內運動，而滾子軸承17則通過其法線方向的摩擦力驅動從動軸套16旋轉，再通過從動軸套16向連動套管15與出力軸11傳達相同的轉動，使連結于出力軸11的大齒盤20同轉，最后通過鏈條(圖未示)向飛輪(圖未示)傳達旋轉運動，進而使后輪(圖未示)轉動，于是自行車便能運動。簡單的說，電動驅動時的傳動路徑為:馬達主軸21 —減速機構13 —連動中心軸14 —滾子軸承17 —從動軸套16 —連動套管15 —出力軸11 —大齒盤20 —鏈條一飛輪一后輪。當以人力驅動自行車時，經由雙腳踩踏板使出力軸11和大齒盤20轉動，然后通過鏈條向飛輪傳達旋轉運動，進而使后輪轉動，于是自行車便能運動。又，在腳踏傳動模式下，當出力軸11旋轉時，連結于出力軸11的連動套管15會隨其同轉，并從連動套管15向從動軸套16傳達相同的轉動，此時由于從動軸套16的內周面與滾子軸承17的外周面為滾動接觸，使從動軸套16不能通過滾子軸承17帶動連動中心軸14，繼續向減速機構13和馬達12傳達旋轉運動，使踩踏運動因為負荷較少的關系，動力的損失也很少，而可輕快地踩踏。簡單的說，人力驅動時的傳動路徑為:出力軸11 —大齒盤20—鏈條一飛輪一后輪。至于人力驅動在傳動途中與減速機構13和馬達12分離的路徑為:出力軸11 —連動套管15 —從動軸套16 —滾子軸承17。事實上，從動軸套16也可省略不要，而由滾子軸承17直接連結并驅動連動套管15。
上述驅動裝置10被安置在管狀殼體19內，從電動自行車外部看去，完全看不到驅動裝置10，因此可確保電動自行車的整體外觀。但本發明并非限制于上述實施例，其可為其它不同的型態。舉例而言，可如圖3和圖4所示的驅動裝置10a，將馬達12a固定在車架的立管(圖未示)上，減速機構13a包括一與馬達主軸21a連結的入力齒輪29，及一由軸承24支撐于出力軸11旋轉的出力齒輪30，兩齒輪29、30銜接成直角，以降低馬達主軸21a的轉速并提升輸出扭力。在附圖的實施例中，入力齒輪29和出力齒輪30為斜齒輪(BevelGear)，但也可是入力齒輪29采用蝸桿，出力齒輪30使用蝸輪。所述減速機構13a與連動中心軸14、連動套管15、從動軸套16及滾子軸承17同樣設置在底部托架的管狀殼體19內。因為第二實施例與第一實施例的主要差異在馬達的設置位置，前者設置在車架的立管上，后者隱藏在底部托架的管狀殼體19內，其余部分完全相同，因此與第一實施例相同的部分均以相同的符號標示，且先前對于第一實施例的說明也適用于第二實施例，不再贅述。需知，本發明除了適用于電動自行車外，也可實施在其它混合動力載具，不受自行車的限制。當然，上述實施例可在不脫離本發明的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的全部事項應視為例示性，而非用以限制本發明的權利要求。
權利要求
1.一種混合動力載具驅動裝置，其特征在于，包含: 一出力軸； 一馬達，用以產生一動力，該動力通過一支撐于該出力軸旋轉的主軸輸出； 一減速機構，具有一入力齒輪連結在該馬達主軸上，及一出力齒輪支撐于該出力軸旋轉，以將該馬達主軸的轉速降低，同時提升輸出扭力； 一連動中心軸，與該減速機構的出力齒輪連結而支撐于該出力軸旋轉，并具有至少一設置在其外周部的切面； 一連動套管，連結在該出力軸上 '及 至少一滾子軸承，被夾持在該連動套管的內周面和該連動中心軸的切面之間的間隙內運動。
2.如權利要求1所述的混合動力載具驅動裝置，其特征在于，所述減速機構為行星齒輪裝置。
3.一種混合動力載具驅動裝置，其特征在于，包含: 一出力軸； 一馬達，用以產生一動力，該動力通過一主軸輸出； 一減速機構，具備一與該馬達主軸連結的入力齒輪，及一支撐于該出力軸旋轉而與該入力齒輪銜接的出力齒輪，以將該馬達主軸的轉速降低，同時提升輸出扭力； 一連動中心軸，與該減速機構的出力齒輪連結而支撐于該出力軸旋轉，并具有至少一設置在其外周部的切面； 一連動套管，連結在該出力軸上；及 至少一滾子軸承，被夾持在該連動套管的內周面和該連動中心軸的切面之間的間隙內運動。
4.如權利要求3所述的混合動力載具驅動裝置，其特征在于，所述減速機構的入力齒輪和出力齒輪為斜齒輪。
5.如權利要求3所述的混合動力載具驅動裝置，其特征在于，所述入力齒輪采用蝸桿，所述出力齒輪使用蝸輪。
6.如權利要求1至5中任一項所述的混合動力載具驅動裝置，其特征在于，所述連動套管通過一單向傳動裝置連結所述出力軸。
7.如權利要求6所述的混合動力載具驅動裝置，其特征在于，所述單向傳動裝置包括單向軸承。
8.如權利要求1至5中任一項所述的混合動力載具驅動裝置，其特征在于，其中又包含一介于所述連動套管和所述滾子軸承之間的從動軸套。
全文摘要
一種混合動力載具驅動裝置，包含出力軸；馬達，用以產生動力，該動力通過支撐于該出力軸旋轉的主軸輸出；減速機構，具有入力齒輪連結在該馬達主軸上，及出力齒輪支撐于該出力軸旋轉，以將該馬達主軸的轉速降低，同時提升輸出扭力；連動中心軸，與該減速機構的出力齒輪連結而支撐于該出力軸旋轉，并具有至少一設置在其外周部的切面；連動套管，連結在該出力軸上；及至少一滾子軸承，被夾持在該連動套管的內周面和該連動中心軸的切面之間的間隙內運動。該混合動力載具驅動裝置可在以馬達驅動時，向出力軸傳達旋轉運動；以出力軸為主動軸時，則使出力軸和電動驅動機構脫離，由于負荷較少的關系，動力的損失也很少，可以輕快地傳達動力。
文檔編號B62M11/14GK103192937SQ201210003678
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者王清風 申請人:樂榮工業股份有限公司