專利名稱：電助力自行車的后輪動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于ー種自行車的動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，特別是關(guān)于ー種電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
電助力自行車是在傳統(tǒng)自行車的基本架構(gòu)上安裝馬達(dá)，用以輔助輸出動(dòng)力，減輕使用者的負(fù)擔(dān)。在這些電助力自行車中，有的是將馬達(dá)動(dòng)カ輸出至后輪，例如US5242335號(hào)專利所掲示的用于復(fù)合動(dòng)カ車輛的行星齒輪系統(tǒng)，或如JP5-319354號(hào)專利所掲示的雙驅(qū)動(dòng)電動(dòng)自行車，前者是將馬達(dá)放置于后上叉后方，后者則是將馬達(dá)裝設(shè)于匣體(5)內(nèi)，兩者都非 將馬達(dá)裝設(shè)于后輪輪軸，也因此其電助力系統(tǒng)所占體積較大，且外型上較為突兀。另ー方面，電助力自行車大部分的動(dòng)カ來自于馬達(dá)，因此馬達(dá)與行星齒輪系統(tǒng)之間的配置關(guān)系，影響自行車性能甚劇，而如何更為精簡(jiǎn)及妥善地進(jìn)行前述配置，則是本實(shí)用新型所著眼之處。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供ー種電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，以克服公知技術(shù)中存在的缺陷。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，包括ー輪轂；一輪軸，穿設(shè)于該輪轂；ー齒盤，可轉(zhuǎn)動(dòng)地軸設(shè)于該輪軸，該齒盤用以產(chǎn)生ー第一驅(qū)動(dòng)カ；ー馬達(dá)，位于該輪轂內(nèi)，該馬達(dá)用以在ー減速單元減速后輸出ー第二驅(qū)動(dòng)カ；ー動(dòng)カ整合機(jī)構(gòu)，包括一行星齒輪組及一輸出行星支架，該行星齒輪組包括一太陽齒輪、若干行星齒輪及一環(huán)齒輪，該太陽齒輪由第一驅(qū)動(dòng)カ及第ニ驅(qū)動(dòng)カ其中一者所驅(qū)動(dòng)，該環(huán)齒輪則由該第一驅(qū)動(dòng)カ及第ニ驅(qū)動(dòng)カ另ー者所驅(qū)動(dòng)，該些行星齒輪設(shè)置于該輸出行星支架上，且各該行星齒輪分別與該太陽齒輪及環(huán)齒輪嚙合，該行星齒輪組用以整合第ー驅(qū)動(dòng)力、第二驅(qū)動(dòng)カ后由該輸出行星支架輸出；以及ー單向器，連接于該輪轂及輸出行星支架之間，用以令該輪轂僅能單向與該輸出行星支架同步轉(zhuǎn)動(dòng)。所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該行星齒輪組的太陽齒輪由第一驅(qū)動(dòng)カ所驅(qū)動(dòng)，而該行星齒輪組的環(huán)齒輪則由第二驅(qū)動(dòng)カ所驅(qū)動(dòng)。所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該太陽齒輪具有ー套筒部，于輸出行星支架與套筒部之間具有ー軸承，輸出行星支架可相對(duì)該太陽齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該行星齒輪組的太陽齒輪由第二驅(qū)動(dòng)カ所驅(qū)動(dòng)，而該行星齒輪組的環(huán)齒輪則由第一驅(qū)動(dòng)カ所驅(qū)動(dòng)。[0016]所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該太陽齒輪具有ー套筒部，于輸出行星支架與套筒部之間具有ー軸承，輸出行星支架可相對(duì)該太陽齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該馬達(dá)包括一固設(shè)于輪軸的定子及一可相對(duì)該定子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，該減速単元包括一減速太陽齒輪、至少ー減速行星齒輪、一減速環(huán)齒輪及一減速行星支架，該減速太陽齒輪與該轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)，該減速行星齒輪分別與該減速太陽齒輪及該減速環(huán)齒輪嚙合，該減速行星支架固設(shè)于該輪軸并用以定位該減速行星齒輪的位置，令該減速行星齒輪原地自轉(zhuǎn)，該減速環(huán)齒輪與該行星齒輪組的環(huán)齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該馬達(dá)包括一固設(shè)于輪軸的定子及一可相對(duì)該定子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，該減速単元包括一減速太陽齒輪、至少ー減速行星齒輪、一減速環(huán)齒輪及一減速行星支架，該減速太陽齒輪與該轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)，該減速行星齒輪分別與該減速太陽齒輪及該減速環(huán)齒輪嚙合，該減速行星支架固設(shè)于該輪軸并用以定位該減速行星齒輪的位置，令該減速行星齒輪原地自轉(zhuǎn)，該減速環(huán)齒輪與該行星齒輪組的太陽齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。 所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該輸出行星支架包括ー環(huán)體、數(shù)個(gè)設(shè)于該環(huán)體上井分別對(duì)應(yīng)該些行星齒輪的插孔、數(shù)個(gè)分別設(shè)于該些行星齒輪軸心的軸承及數(shù)個(gè)插柱分別插設(shè)于該插孔與軸承之間，令各該行星齒輪可以該插柱為軸心自轉(zhuǎn)。由上述設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型將馬達(dá)及其減速機(jī)構(gòu)妥善整合于輪轂之內(nèi)，其所占體積較小，且扭カ可得提升，故本實(shí)用新型為ー整合性較佳的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)。

圖I是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的立體圖。圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的分解圖。圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的剖面圖。圖4是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的剖面圖。附圖中主要組件符號(hào)說明輪轂10，主殼體11，端蓋12，穿孔111、121，輪軸20，齒盤30，馬達(dá)40，定子41，轉(zhuǎn)子42，動(dòng)カ整合機(jī)構(gòu)50，行星齒輪組51，太陽齒輪52，套筒部521，軸承522，行星齒輪53，環(huán)齒輪54，輸出行星支架55，環(huán)體551，插孔552，軸承553，插柱554，單向器60，減速單元70，減速太陽齒輪71，減速行星齒輪72，減速環(huán)齒輪73，減速行星支架74，插柱75，軸承76。具體實(shí)施本實(shí)用新型提供了一種馬達(dá)內(nèi)裝于后輪輪轂的電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其包括ー輪轂、一輪軸、一齒盤、一馬達(dá)、ー動(dòng)力整合機(jī)構(gòu)及ー單向器。該輪軸穿設(shè)于該輪轂，該齒盤可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)于該輪軸并用以產(chǎn)生一第一驅(qū)動(dòng)力，該馬達(dá)位于該輪轂內(nèi)并用以在一減速單元減速后輸出ー第二驅(qū)動(dòng)力，該動(dòng)カ整合機(jī)構(gòu)包括一行星齒輪組及一輸出行星支架，該行星齒輪組包括一太陽齒輪、數(shù)個(gè)行星齒輪及一環(huán)齒輪，該太陽齒輪由第一驅(qū)動(dòng)カ及第ニ驅(qū)動(dòng)カ其中一者所驅(qū)動(dòng)，該環(huán)齒輪則由該第一驅(qū)動(dòng)カ及第ニ驅(qū)動(dòng)カ另ー者所驅(qū)動(dòng)，該些行星齒輪設(shè)置于該輸出行星支架上，且各該行星齒輪分別與該太陽齒輪及環(huán)齒輪嚙合，該行星齒輪組用以整合第一、第二驅(qū)動(dòng)カ后由該輸出行星支架輸出，該單向器則連接于該輪轂及輸出行星支架之間，用以令輪轂僅能單向與該輸出行星支架同步轉(zhuǎn)動(dòng)。以下將由ニ較佳實(shí)施例說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及其預(yù)期達(dá)成的功效，惟非用以限制本實(shí)用新型所欲保護(hù)的范疇。請(qǐng)參考圖I至圖3。在本實(shí)用新型的第一實(shí)施例中，ー種電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)具有ー輪轂10、ー輪軸20、ー齒盤30、ー馬達(dá)40、ー動(dòng)カ整合機(jī)構(gòu)50及一單向器60。該輪轂10是用以與自行車的后輪連結(jié)，其可包括一主殼體11及一蓋設(shè)于主殼體11的端蓋12，該主殼體11及端蓋12各別具有一穿孔111、121，于主殼體11及端蓋12之間定義一容置空間，用以將大部分前述組件容置其內(nèi)，惟輪軸20兩端及齒盤30等組件則是位于輪轂10外側(cè)。該輪軸20穿設(shè)于該輪轂10，其兩端穿設(shè)于穿孔111、121之外，而可供自行車的后 上、下叉結(jié)合固定。該齒盤30是可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)于該輪軸20，其具有多個(gè)鏈齒供自行車的鏈條繞設(shè)驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生一第一驅(qū)動(dòng)カ；在其他可能實(shí)施例中，所述后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)也可以具有多個(gè)外徑、齒數(shù)不一的齒盤，而提供多段變速功能。該馬達(dá)40位于該輪轂10內(nèi)，該馬達(dá)40具有一固設(shè)于該輪軸20的定子41及一可相對(duì)該定子41轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子42，該馬達(dá)40可接收ー供電源(例如安裝于自行車上的蓄電池)所提供的電カ，并將電能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子42轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能，最后經(jīng)由一減速單元70減速后輸出ー第二驅(qū)動(dòng)力。更明確地說，該減速単元70的用以傳遞轉(zhuǎn)子42的動(dòng)力，并以低于轉(zhuǎn)子42的轉(zhuǎn)速進(jìn)行輸出該第二驅(qū)動(dòng)力，該減速單元70包括一減速太陽齒輪71、三減速行星齒輪72、ー減速環(huán)齒輪73及一減速行星支架74，該減速太陽齒輪71的與該轉(zhuǎn)子42同步轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者之間可以螺設(shè)、緊配或其他固定手段加以固定，各該減速行星齒輪72分別與減速太陽齒輪71與該減速環(huán)齒輪73嚙合，該減速行星支架74固設(shè)于該輪軸20并用以定位該些減速行星齒輪72的位置，令該些減速行星齒輪72原地自轉(zhuǎn)，所述定位可由插柱75及軸承76達(dá)成。該動(dòng)カ整合機(jī)構(gòu)50包括一行星齒輪組51及一輸出行星支架55,該行星齒輪組51包括一太陽齒輪52、三行星齒輪53及一環(huán)齒輪54，該太陽齒輪52由第一驅(qū)動(dòng)カ及第ニ驅(qū)動(dòng)カ其中一者所驅(qū)動(dòng)，該環(huán)齒輪54則由該第一驅(qū)動(dòng)カ及第ニ驅(qū)動(dòng)カ另ー者所驅(qū)動(dòng)，該些行星齒輪53設(shè)置于該輸出行星支架55上，且各該行星齒輪53分別與該太陽齒輪52及環(huán)齒輪54哨合,該行星齒輪組51是用以整合第一、第二驅(qū)動(dòng)カ后由該輸出行星支架55輸出。在本實(shí)施例中，該環(huán)齒輪54與該減速機(jī)構(gòu)70的減速環(huán)齒輪73同步轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者可為一體成型，亦可為可拆分的部件而由其他固定手段結(jié)合。另外，該太陽齒輪52具有ー套筒部521，而輸出行星支架55與套筒部521之間具有ー軸承522，令輸出行星支架55可相對(duì)該太陽齒輪52滑順轉(zhuǎn)動(dòng)；此外，該輸出行星支架55可包括ー環(huán)體551、三設(shè)于該環(huán)體551上的插孔552、三設(shè)于該行星齒輪53軸心的軸承553及三插柱554插設(shè)于該插孔552及軸承553之間，令該行星齒輪53可以該插柱554為軸心自轉(zhuǎn)。該單向器60連接于該輪轂10及輸出行星支架55之間，于單向器60與輪轂10之間或單向器60與輸出行星支架55之間可設(shè)有若干單向棘齒，用以令輪轂10僅能單向與該輸出行星支架55同步轉(zhuǎn)動(dòng)。[0039]另外，在圖4所示第二實(shí)施例中，其結(jié)構(gòu)大抵與第一實(shí)施例相同，主要不同之處在于，其與齒盤30同步轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪改為該環(huán)齒輪54，而與減速環(huán)齒輪73同步轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪則改為太陽齒輪52，此時(shí)該環(huán)齒輪54可受第一驅(qū)動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)，而太陽齒輪52則受第二驅(qū)動(dòng)カ驅(qū)動(dòng)。基于上述設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型在動(dòng)カ整合機(jī)構(gòu)50中，太陽齒輪52與環(huán)齒輪54的轉(zhuǎn)速在不斷變化的過程中，輸出行星支架55的轉(zhuǎn)速也將跟著改變，其動(dòng)力整合關(guān)系如下列關(guān)系式所示 Ns w S+Nr w r = (Ns+Nr) w a ；其中，N表示齒數(shù)，w表示轉(zhuǎn)速，s表示太陽齒輪52, r表示環(huán)齒輪54,而a則表示輸出行星支架55 ;也就是說，第一、第二驅(qū)動(dòng)カ經(jīng)由太陽齒輪52及環(huán)齒輪54輸入后，即被行星齒輪53動(dòng)カ整合而輸出至輸出行星支架55，并可由馬達(dá)40轉(zhuǎn)速的漸進(jìn)調(diào)變而達(dá)成無 段變速的目的。基于上述動(dòng)カ整合關(guān)系可知，本實(shí)用新型第一實(shí)施例的特色在于，馬達(dá)40經(jīng)由減速単元70所輸出的第二驅(qū)動(dòng)カ是傳遞至環(huán)齒輪54，由于環(huán)齒輪54的齒數(shù)較多，因此輸出行星支架55的轉(zhuǎn)速也將相對(duì)増加，故本實(shí)施例所提供的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)具有較佳的加速性，適合于平地騎乘。另ー方面，本實(shí)用新型第二實(shí)施例的特色，在于上述第二驅(qū)動(dòng)カ是改輸出至太陽齒輪52，由于太陽齒輪52的齒數(shù)較少，因此輸出行星支架55的轉(zhuǎn)速較低，但相對(duì)的其輸出扭カ會(huì)增加，因此第二實(shí)施例所提供的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)較適于爬坡。換言之，第一、第二實(shí)施例所掲示的態(tài)樣皆有其適用之場(chǎng)合，使用者自可依需求而采用其中一實(shí)施例所掲示的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)態(tài)樣。又，即便第一、第二實(shí)施例中，接受第一、第二驅(qū)動(dòng)カ的齒輪有所差異，惟兩者的馬達(dá)及減速機(jī)構(gòu)都是設(shè)于輪轂之內(nèi)，其體積較小，且內(nèi)建的減速機(jī)構(gòu)不易受外界干擾而故障，故兩者均可滿足實(shí)用上的需求。由上所述者僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施態(tài)樣，其中各行星齒輪的數(shù)量以至少ー個(gè)即為足夠，另可于零件之間的適當(dāng)位置設(shè)置軸承或限位件，且減速機(jī)構(gòu)并不以行星齒輪系統(tǒng)為限，實(shí)用上也可改為其他適當(dāng)?shù)凝X輪組，舉凡此等未超脫本實(shí)用新型精神所作成之簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)置換或變化，仍應(yīng)屬于本實(shí)用新型所欲保護(hù)的范疇。
權(quán)利要求1.ー種電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu),其特征在于,包括 ー輪轂； ー輪軸，穿設(shè)于該輪轂； ー齒盤，可轉(zhuǎn)動(dòng)地軸設(shè)于該輪軸，該齒盤用以產(chǎn)生一第一驅(qū)動(dòng)カ； 一馬達(dá)，位于該輪轂內(nèi)，該馬達(dá)用以在ー減速單元減速后輸出ー第二驅(qū)動(dòng)カ； ー動(dòng)カ整合機(jī)構(gòu)，包括一行星齒輪組及一輸出行星支架，該行星齒輪組包括一太陽齒輪、若干行星齒輪及一環(huán)齒輪，該太陽齒輪由第一驅(qū)動(dòng)カ及第ニ驅(qū)動(dòng)カ其中一者所驅(qū)動(dòng)，該環(huán)齒輪則由該第一驅(qū)動(dòng)カ及第ニ驅(qū)動(dòng)カ另ー者所驅(qū)動(dòng)，該些行星齒輪設(shè)置于該輸出行星支架上，且各該行星齒輪分別與該太陽齒輪及環(huán)齒輪嚙合，該行星齒輪組用以整合第一驅(qū)動(dòng)力、第二驅(qū)動(dòng)カ后由該輸出行星支架輸出；以及 ー單向器，連接于該輪轂及輸出行星支架之間，用以令該輪轂僅能單向與該輸出行星支架同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該行星齒輪組的太陽齒輪由第一驅(qū)動(dòng)カ所驅(qū)動(dòng)，而該行星齒輪組的環(huán)齒輪則由第二驅(qū)動(dòng)カ所驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該太陽齒輪具有一套筒部，于輸出行星支架與套筒部之間具有ー軸承，輸出行星支架可相對(duì)該太陽齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該行星齒輪組的太陽齒輪由第二驅(qū)動(dòng)カ所驅(qū)動(dòng)，而該行星齒輪組的環(huán)齒輪則由第一驅(qū)動(dòng)カ所驅(qū)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該太陽齒輪具有一套筒部，于輸出行星支架與套筒部之間具有ー軸承，輸出行星支架可相對(duì)該太陽齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該馬達(dá)包括ー固設(shè)于輪軸的定子及一可相對(duì)該定子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，該減速単元包括一減速太陽齒輪、至少ー減速行星齒輪、一減速環(huán)齒輪及一減速行星支架，該減速太陽齒輪與該轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)，該減速行星齒輪分別與該減速太陽齒輪及該減速環(huán)齒輪嚙合，該減速行星支架固設(shè)于該輪軸并用以定位該減速行星齒輪的位置，令該減速行星齒輪原地自轉(zhuǎn)，該減速環(huán)齒輪與該行星齒輪組的環(huán)齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該馬達(dá)包括ー固設(shè)于輪軸的定子及一可相對(duì)該定子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，該減速単元包括一減速太陽齒輪、至少ー減速行星齒輪、一減速環(huán)齒輪及一減速行星支架，該減速太陽齒輪與該轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)，該減速行星齒輪分別與該減速太陽齒輪及該減速環(huán)齒輪嚙合，該減速行星支架固設(shè)于該輪軸并用以定位該減速行星齒輪的位置，令該減速行星齒輪原地自轉(zhuǎn)，該減速環(huán)齒輪與該行星齒輪組的太陽齒輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述電助力自行車的后輪動(dòng)カ輸出機(jī)構(gòu)，其中，該輸出行星支架包括ー環(huán)體、數(shù)個(gè)設(shè)于該環(huán)體上井分別對(duì)應(yīng)該些行星齒輪的插孔、數(shù)個(gè)分別設(shè)于該些行星齒輪軸心的軸承及數(shù)個(gè)插柱分別插設(shè)于該插孔與軸承之間，令各該行星齒輪可以該插柱為軸心自轉(zhuǎn)。
專利摘要一種電助力自行車的后輪動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)，其包括一輪轂、一用以產(chǎn)生一第一驅(qū)動(dòng)力的齒盤、一用以產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)、一動(dòng)力整合機(jī)構(gòu)及一單向器，該動(dòng)力整合機(jī)構(gòu)包括一行星齒輪組及一輸出行星支架，該行星齒輪組用以整合第一、第二驅(qū)動(dòng)力后由該輸出行星支架輸出，該輸出行星支架則由該單向器而將動(dòng)力單向傳遞至輪轂以驅(qū)動(dòng)自行車，達(dá)到無段變速的目的，整體也具有較小的體積。
文檔編號(hào)B62M6/60GK202783685SQ20122028535
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者王培郁, 許源芳, 林書弘 申請(qǐng)人:久鼎金屬實(shí)業(yè)股份有限公司