CN102442400A - 电动自行车的轮毂单元及装备其的电动自行车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够将滚筒制动装置安装成尽可能不受热的影响的电动自行车的轮毂单元及装备该轮毂单元的电动自行车。电动自行车(1)通过组合于前轮(18)的轮毂单元(30)而得到助力驱动力。轮毂单元(30)具备：包括轮毂壳体(35)及闭塞轮毂壳体(35)的一端的开口部(34)的盖(36)的轮毂(31)；电动机(32)；将电动机(32)的旋转减速而向轮毂(31)传递的行星齿轮减速机构(33)。电动机(32)位于轮毂壳体(35)侧，行星齿轮减速机构(33)位于盖(36)侧。在盖(36)上安装有滚筒制动装置(60)。

Description

电动自行车的轮毂单元及装备其的电动自行车

技术领域

本发明涉及电动自行车的轮毂单元及装备该轮毂单元的电动自行车。

背景技术

通过以电池为电源的电动机来行驶的电动自行车(包括通过电动机辅助踩下踏板的力的电动助力自行车)在装载重的货物或上坡时轻松，因此选择购买该电动自行车的消费者变多。在专利文献1中能够发现电动助力自行车的例子。

在设计电动自行车的动力传递系统的方面，将电动机配置在哪里总是成为大的问题。在专利文献2、3中提出有在前轮或后轮的轮毂中装入电动机和减速机构的方式。

电动自行车由于搭载电池的关系而质量增大，制动时需要大的力。在专利文献4、5中公开有滚筒制动装置来作为产生大的制动力的制动器。

专利文献1：日本特开平6-107266号公报(国际专利分类：B62M23/02、B62K11/00、B62M17/00)

专利文献2：日本特开2005-335535号公报(国际专利分类：B62M23/02、B60B27/00)

专利文献3：日本特开2009-12627号公报(国际专利分类：B62M23/02、B62M11/16)

专利文献4：日本专利第4073929号公报(国际专利分类：F16D51/12、B62L1/00、B62M23/02)

专利文献5：日本特开2006-347412号公报(国际专利分类：B62L1/00、B62M23/02、F16D51/12、F16D65/10)

滚筒制动装置通过组合精密加工的部件而构成，为了发挥所期望的制动性能，需要尽可能避免温度上升。

发明内容

本发明是鉴于上述的问题而作成的，其目的在于提供一种在内置有电动机和减速机构的电动自行车的轮毂单元中，能够将滚筒制动装置安装成尽可能不受热的影响的结构。

根据本发明优选的实施方式，电动自行车的轮毂单元具备轮毂，该轮毂中内置有电动机及将该电动机的旋转减速而传递的减速机构，在所述轮毂的减速机构侧侧面安装有滚筒制动装置。

根据本发明优选的实施方式，在上述结构的电动自行车的轮毂单元中，具备包括轮毂壳体及闭塞该轮毂壳体的一端的开口部的盖的轮毂，所述减速机构将所述电动机的旋转减速而向所述轮毂传递，在所述轮毂的内部，所述电动机位于所述轮毂壳体侧，所述减速机构位于所述盖侧，并且，在所述盖上安装有滚筒制动装置。

根据本发明优选的实施方式，在上述结构的电动自行车的轮毂单元中，配置有包围从所述盖的中心突出的轮毂轴的中间环，所述滚筒制动装置的制动鼓经由所述中间环固定在所述盖上。

根据本发明优选的实施方式，在上述结构的电动自行车的轮毂单元中，在所述中间环与所述盖之间形成有迷宫嵌合部。

根据本发明优选的实施方式，在上述结构的电动自行车的轮毂单元中，在所述中间环的外周形成有外螺纹部，在所述盖上形成有供所述外螺纹部拧入的内螺纹部，在所述滚筒制动装置动作时，对所述中间环施加螺纹的紧固方向的力。

根据本发明优选的实施方式，上述结构的轮毂单元装备在电动自行车中。

根据本发明优选的实施方式，在上述结构的电动自行车中，所述轮毂单元安装在前轮。

发明效果

根据本发明，在将滚筒制动装置向内置有电动机及将该电动机的旋转减速而传递的减速机构的轮毂安装时，将滚筒制动装置安装在比较少产生热的减速机构侧的侧面，而不安装在产生大量的热的电动机侧，因此能够将滚筒制动装置远离发热部件配置，能够抑制滚筒制动装置的温度上升，从而发挥所期望的制动性能。

附图说明

图1是电动自行车的侧视图。

图2是电动自行车的局部放大图。

图3是本发明的实施方式所涉及的轮毂单元的剖视图。

图4是图3的局部放大图。

图5是滚筒制动装置的局部放大图。

图6是滚筒制动装置的冷却用盘的侧视图。

图7是滚筒制动装置的冷却用盘的主视图。

符号说明：

1 电动自行车

10 车架

11 头管

16 车把

17 车把杆

18 前轮

19 前叉

20 后轮

21 后叉

28 电池箱

29 手边操作部

30 轮毂单元

31 轮毂

32 电动机

33 行星齿轮减速机构

34 开口部

35 轮毂壳体

36 盖

60 滚筒制动装置

61 制动鼓

62 制动闸瓦

63 滚筒

64 隔环

65 旋转凸轮

66 凸轮面

67 中间环

69 外螺纹部

70 内螺纹部

73 迷宫嵌合部

具体实施方式

首先，基于图1，说明电动自行车的整体结构。

电动自行车1是通过电动机辅助踩下踏板的力的电动助力自行车，其车架10具有通过下行管(down tube)13连结前端的头管11与配置在搭乘者的乘骑位置上的座椅管12的结构。在上端具有鞍座14的座椅支柱15能够调整上下位置地插入到座椅管12中。头管11将车把16的车把杆17保持为旋转自如。

前轮18由不能旋转地连结在车把杆17上的前叉19支承。后轮20由后叉21支承，该后叉21由从座椅管12的上端向后方延伸出的座椅支架22a和从座椅管12的下端向后方延伸出的链条支架22b构成。

在座椅管12、下行管13以及链条支架22b会集的部位配置有具备踏板23的曲柄24。曲柄24的旋转力通过链条25向后轮20传递。

对前轮18设置了滚筒制动装置，在后叙述其详细情况。对后轮20设置了对其轮毂进行制动的后制动器(未图示)。

在后叉21上安装有货架26。在后叉21上还安装了停车架27。

在座椅管12的后面能够装卸地安装有作为电动自行车1的电源的电池箱28。在车把16上安装有输入电动助力动作的控制指令的手边操作部29。

对电动自行车1施加助力推进力的是组合于前轮18的轮毂单元30。接着，主要基于图3，说明轮毂单元30的结构。

轮毂单元30由轮毂31和内置于轮毂31的电动机32及行星齿轮减速机构33构成。行星齿轮减速机构33由于公知，因此不对结构进行详细的说明。

构成轮毂31的外壳的是一端成为开口部34的轮毂壳体35和闭塞开口部34的盖36。盖36通过配置成规定的角度间隔的多个小螺钉37固定在轮毂壳体35上。在轮毂壳体35的中心配置有具备向外突出的轮毂轴38的中心构件39，在盖36的中心配置有向外突出的轮毂轴40。在中心构件39与轮毂壳体35之间配置有球轴承41，在轮毂轴40与盖36之间配置有球轴承42。通过球轴承41、42，轮毂31被轮毂轴38、40支承为旋转自如。

在轮毂壳体35上形成有凸缘45，该凸缘45中以规定的角度间隔形成有孔44，该孔44供前轮18的辐条43(参照图1)通过。在盖36上也形成有同样的凸缘。若使辐条43通过轮毂壳体35的凸缘的孔和盖36的凸缘的孔，并将辐条43的前端螺合于穿过了前轮18的轮辋46(参照图1)的螺纹接头47，并且紧固螺纹接头47，则辐条43绷直拉紧。通过对全部的辐条43进行该作业，从而牢固地固定轮毂31和轮辋46。之后，在轮辋46上安装内胎和轮胎，完成前轮18。若通过公知的方法将轮毂轴38、40固定于前叉19，则前轮18以轮毂轴38、40为中心而旋转自如。轮毂轴38、40自身相对于前叉19不能旋转。

电动机32为如下结构，即，将由层叠铁心和绕组构成的定子48夹入一对端托架之间，在定子48的中心配置有转子49。在此，中心构件39成为一方的端托架，且与隔着定子48而位于相反侧的另一方的端托架50组合。向中心构件39供给定子48，进而供给端托架50，并从端托架50侧将多个小螺钉51螺合而紧固于中心构件39，由此将定子48组装于轮毂壳体35。由于中心构件39相对于轮毂轴38不能旋转，因此定子48相对于轮毂轴38也不能旋转、即相对于前叉19不能旋转。

转子49在中心具有转子轴52，转子轴52通过球轴承53、54旋转自如地支承于中心构件39和端托架50。转子轴52的一端向端托架50的外侧突出，与行星齿轮减速机构33的输入部连结。行星齿轮减速机构33的输出部通过多个螺栓55与盖36连结。通过该结构，电动机32的旋转被行星齿轮减速机构33减速并向轮毂31传递。

行星齿轮减速机构33包括单向离合器，电动机32的旋转向轮毂31传递，但电动机32不旋转时的前轮18的旋转不会向电动机32传递。因此，在助力行驶时以外的时间，踏板23的踩下不会变重。

在轮毂单元30上安装有滚筒制动装置60。作为安装场所，选定构成轮毂31的减速机构侧的侧面的盖36。以下，说明该结构。

滚筒制动装置60的基本的结构与专利文献4、5中记载的结构相同。即，在图5所示的制动鼓61的内部配置有多个制动闸瓦62。制动鼓61相对于盖36不能旋转，制动闸瓦62相对于前叉19不能旋转。由此，制动闸瓦62能够对制动鼓61施加制动。

制动闸瓦62以各占有圆的三分之一的形式配置有三个，分别被弹簧62a向制动鼓61的中心方向施力。对于一个制动闸瓦62而各配置有两个的滚筒63配置成从制动鼓61的中心方向支承制动闸瓦62。共计六个的滚筒63以60°间隔保持于环状的隔环64，以免互相之间产生接触。在隔环64的中心配置有旋转凸轮65。在旋转凸轮65的外周，距旋转凸轮65的中心的距离逐渐增加的凸轮面66以与六个滚筒63分别对应的形式共计设置有六个。

在图5中，当旋转凸轮65向逆时针方向转动时，凸轮面66将滚筒63向外侧压出。滚筒63抵抗弹簧62a的作用力而将制动闸瓦62压出，使其与制动鼓61的内周面接触。由此，对制动鼓61以及轮毂31进行制动。当握紧设置在车把16上的右手用的制动杆(未图示)时，该力经由线缆向旋转凸轮65传递，旋转凸轮65向图5中逆时针方向转动。

制动鼓61经由中间环67(参照图3、4)固定于盖36。中间环67包围轮毂轴40，且在一方的端面上设置有将制动鼓61连结成不能旋转的锯齿68。在中间环67的外周形成有外螺纹部69，在盖36上形成有供外螺纹部69拧入的内螺纹部70。外螺纹部69和内螺纹部70的螺合方向被设定为在滚筒制动装置60动作时对中间环67施加螺纹的紧固方向的力的方向。因此，在通过滚筒制动装置60对前轮18施加制动时，中间环67和盖36的结合更加牢固，中间环67不会从盖36脱落。

在中间环67的面对盖36的一侧的端面形成有环状的突起71。在盖36上形成有收容突起71的环状的槽72。当将中间环67固定于盖36时，突起71进入槽72，在中间环67与盖36之间形成迷宫嵌合部73。迷宫嵌合部73成为水从轮毂31的外侧向轮毂31的中心方向侵入上的障碍，因此能够保护球轴承42等以免受到要侵入的水的影响。

如图3所示，以面对制动鼓61的开口部的方式配置有制动器壳74，在该制动器壳74上支承制动闸瓦62、滚筒63、隔环64以及旋转凸轮65。制动器壳74相对于前叉19不能旋转。在制动器壳74的外表面(与面向制动鼓61的面相反侧的面)上安装有装饰用的装饰盘75。另外，在制动器壳74上形成有支架76，该支架76支承使旋转凸轮65动作的未图示的线缆的套管。

在制动鼓61上固定有冷却用盘77。冷却用盘77为铝合金的压铸成型件，在内表面(面对盖36的一侧的面)上放射状地形成有多个散热片78。

如上所述，在由轮毂壳体35和盖36构成的轮毂31的内部，产生大量的热的电动机32配置在轮毂壳体35侧，比较少产生热的行星齿轮减速机构33配置在盖36侧，在盖33上安装滚筒制动装置60，因此滚筒制动装置60远离作为发热部件的电动机32。因此能够抑制滚筒制动装置60的温度上升而发挥所期望的制动性能。并且，当轮毂31旋转时，通过散热片78形成从轮毂31的中心朝向外周方向的风，对冷却用盘77进行空冷，因此进一步可靠地抑制滚筒制动装置60的温度上升。

电动自行车1中，内置有电动机32和行星齿轮减速机构33的轮毂单元30安装于前轮18，前轮18通过电动机32驱动，后轮20利用人力通过踏板23驱动，因此驱动前后两轮，行驶稳定性提高。另一方面，由于装入内置有电动机32和行星齿轮减速机构33的轮毂单元30，因此前轮18的惯性变大，但通过将制动力大的滚筒制动装置60安装于轮毂单元30，能够确保前轮18的制动力而提高安全性。

以上，说明了本发明的实施方式，但本发明的范围不局限于此，在不脱离本发明的主旨的范围内能够施加各种变更而实施。

工业实用性

本发明能够广泛利用于电动自行车的轮毂单元。

Claims (7)

1.一种电动自行车的轮毂单元，其特征在于，

具备轮毂，该轮毂中内置有电动机及将该电动机的旋转减速而传递的减速机构，在所述轮毂的减速机构侧侧面安装有滚筒制动装置。

2.根据权利要求1所述的电动自行车的轮毂单元，其特征在于，

具备包括轮毂壳体及闭塞该轮毂壳体的一端的开口部的盖的轮毂，

所述减速机构将所述电动机的旋转减速而向所述轮毂传递，

在所述轮毂的内部，所述电动机位于所述轮毂壳体侧，所述减速机构位于所述盖侧，并且，

在所述盖上安装有滚筒制动装置。

3.根据权利要求2所述的电动自行车的轮毂单元，其特征在于，

配置有包围从所述盖的中心突出的轮毂轴的中间环，所述滚筒制动装置的制动鼓经由所述中间环固定在所述盖上。

4.根据权利要求3所述的电动自行车的轮毂单元，其特征在于，

在所述中间环与所述盖之间形成有迷宫嵌合部。

5.根据权利要求3或4所述的电动自行车的轮毂单元，其特征在于，

在所述中间环的外周形成有外螺纹部，在所述盖上形成有供所述外螺纹部拧入的内螺纹部，在所述滚筒制动装置动作时，对所述中间环施加螺纹的紧固方向的力。

6.一种电动自行车，其特征在于，

装备有权利要求1～5中任一项所述的轮毂单元。

7.根据权利要求6所述的电动自行车，其特征在于，

所述轮毂单元安装在前轮。

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