CN203854815U - 自行车中置动力输出机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型关于一种自行车中置动力输出机构，其包括一机壳、一曲柄轴、一齿盘基座、一马达及一传动单元，该齿盘基座具有一伸入该机壳内的传动套件，该传动单元包括一第一环齿轮、一第二环齿轮、一太阳轮及若干行星轮，该第一环齿轮可转动地设于该机壳内并连接于该传动套件，该第二环齿轮固设于该机壳内，该太阳轮与该转子呈单向转动连结关系，各该行星轮具有一第一齿部及一第二齿部，各该行星轮的第一齿部同时与该太阳轮及第二环齿轮啮合，各该行星轮的第二齿部与该第一环齿轮啮合。由此，本实用新型的传动单元可兼具高传动比及小体积的特性。

Description

自行车中置动力输出机构

技术领域

本实用新型关于一种自行车的动力输出机构，特别是关于一种自行车的中置动力输出机构。

背景技术

传统的电助力自行车是通过骑乘者的踩踏力量搭配一动力输出机构(如中置马达)所提供的助力而获得前进的动力，使得电助力自行车不会对骑乘者的体力造成太大的负担，并且在休闲之余又能达到健身的效果。

就一般中置马达来说，因为本身的零组件多，所以在组装完成之后很容易受到各零件的加工误差的影响而导致在运转时产生异音或震动现象。为了解决上述问题，日本特许第3974386号专利案所揭露的「电动驱动装置的减速齿轮机构」是在马达出力轴与曲柄轴之间设置多个螺旋齿轮来达到消除加工误差的效果，但是这些元件之间是采用不同轴向的配置，所以会产生材积增加的问题。

为了兼顾减少材积及消除元件之间的加工误差的目的，本申请人日前提出中国台湾第M453636号「电助力自行车的中置动力输出机构」专利案，其主要是将以往的单向棘轮及螺旋齿轮整合成太阳轮来作为主要的动力传输元件，由此减少材积并兼顾消除加工误差的目的。美中不足的是，其传动单元是利用行星轮啮合于该太阳轮及一固定的环齿轮之间，而后就由行星支架将动力输出至齿盘，因此其减速效果有限，无法采用大功率的马达，且为了增加减速比，需采用具有较大外径及齿数的环齿轮，这样的设计也会使得传动单元的体积增加。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的是提供一种具有较高减速比且传动单元占用较少体积的自行车中置动力输出机构。

为了达成前述及其他目的，本实用新型提供一种自行车中置动力输出机构，其包括一机壳、一曲柄轴、一齿盘基座、一马达及一传动单元，该曲柄轴可转动地穿设于该机壳内，该齿盘基座套设于该曲柄轴并与该曲柄轴呈单向转动连结关系，该齿盘基座具有一伸入该机壳内的传动套件，该马达设于该机壳内，且该马达具有一固设于该机壳的定子及一可转动地套设于该曲柄轴的转子，该传动单元包括一第一环齿轮、一第二环齿轮、一太阳轮及若干行星轮，该第一环齿轮可转动地设于该机壳内并连接于该传动套件，该第二环齿轮固设于该机壳内，该太阳轮与该转子呈单向转动连结关系，各该行星轮具有一第一齿部及一第二齿部，各该行星轮的第一齿部同时与该太阳轮及第二环齿轮啮合，各该行星轮的第二齿部与该第一环齿轮啮合。

其中，该齿盘基座与该曲柄轴之间设有一第一单向棘轮。

其中，该太阳轮与该转子之间设有一第二单向棘轮。

其中，该太阳轮与该转子之间设设有一第二单向棘轮。

其中，该转子位于该定子的径向内侧。

其中，该传动单元还包括一行星支架，该行星支架可转动地套设于该曲柄轴，所述行星轮可转动地设于该行星支架。

其中，该行星支架具有一第一支架、一第二支架及若干行星轴设于该第一、第二支架之间，所述行星轮分别套设于所述行星轴并位于该第一、第二支架之间。

其中，该第一支架可转动地套设于该曲柄轴，该第二支架可转动地套设于该太阳轮。

其中，该传动单元还包括一行星支架，该行星支架可转动地套设于该曲柄轴，所述行星轮可转动地设于该行星支架。

其中，该行星支架具有一第一支架、一第二支架及若干行星轴设于该第一、第二支架之间，所述行星轮分别套设于所述行星轴并位于该第一、第二支架之间，该第一支架可转动地套设于该曲柄轴，该第二支架可转动地套设于该太阳轮。

本实用新型的有益效果：通过前述设计，马达的动力依序经由太阳轮、行星轮及第一环齿轮而输出至齿盘基座，亦即比现有设计多了一次减速(行星轮与第一环齿轮之间的减速)，因此本实用新型的传动单元的减速比可大幅提高，如此便能使用更高效率的马达，同时在多一次减速的条件下，就可以选择具有较小外径及齿数的第一、第二环齿轮，传动单元所占用的体积也因此可以减少。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的立体图。

图2为本实用新型较佳实施例的分解图。

图3为本实用新型较佳实施例的纵向剖视图。

图4为本实用新型较佳实施例的横向剖视图，主要表现太阳轮与转子之间的单向转动连结关系。

图5为本实用新型较佳实施例的横向剖视图，主要表现行星轮与太阳轮及第二环齿轮之间的啮合关系。

图6为本实用新型较佳实施例的横向剖视图，主要表现行星轮与第一环齿轮之间的啮合关系。

【符号说明】

机壳10

第一壳体11

第二壳体12

曲柄轴20

齿盘基座30

基座本体31

传动套件32

第一单向棘轮35

马达40

定子41

转子42

传动单元50

第一环齿轮51

第二环齿轮52

太阳轮53

行星轮54

第一齿部541

第二齿部542

第二单向棘轮55

行星支架56

第一支架561

第二支架562

行星轴563

具体实施方式

请参考图1至图3，在本实用新型的较佳实施例中，一种自行车中置动力输出机构包括一机壳10、一曲柄轴20、一齿盘基座30、一马达40及一传动单元50。

机壳10具有一第一壳体11及一第二壳体12设于该第一壳体11的一侧，第一、第二壳体11、12之间围构一容置空间，第一、第二壳体11、12分别具有一轴孔供曲柄轴20穿出。

曲柄轴20可转动地穿设于该机壳10内，其两端穿出机壳10两侧的轴孔，可供自行车的曲柄(未绘示)连接。

齿盘基座30套设于曲柄轴20并与曲柄轴20呈单向转动连结关系，本文所述「单向转动连结关系」是指在一旋转方向上两元件连动，在另一旋转方向上两元件可相对转动。为了实现齿盘基座30与曲柄轴20之间的单向转动连结关系，齿盘基座30与曲柄轴20之间可设有一第一单向棘轮35或其他单向器。本实施例中，齿盘基座30包括一基座本体31及一传动套件32，基座本体31可供自行车的齿盘(未绘示)装设，传动套件32则伸入机壳10内。本实施例中，传动套件32是利用螺固件而与基座本体31连接，但在其他可能实施例中，基座本体31与传动套件32可以其他固定手段相固定或呈一体成型。另外，基座本体31也可与齿盘一体成型。

马达40设于机壳10内，其具有一固设于机壳10的定子41及一可转动地套设于曲柄轴20的转子42，且转子42位于该定子41的径向内侧，亦即本实施例的马达40为一内转子马达。

传动单元50包括一第一环齿轮51、一第二环齿轮52、一太阳轮53及若干行星轮54。第一环齿轮51可转动地设于机壳10内并连接该传动套件32，第一环齿轮51与传动套件32之间可以透过固定件、紧配合、嵌设甚至一体成型等方式固定。第二环齿轮52固设于机壳10内，两者之间可利用但不限于前述方式固定。太阳齿轮53与转子42呈单向转动连结关系，且如图4所示，太阳齿轮53与转子42之间可设有一第二单向棘轮55或其他单向器。各该行星轮54具有一第一齿部541及一第二齿部542，如图5所示，各该行星轮54的第一齿部541同时与太阳轮53及第二环齿轮52啮合，另如图6所示，各该行星轮54的第二齿部542与第一环齿轮51啮合。为了让各行星轮54可被准确定位并提高运转的稳定性，传动单元50还可包括一行星支架56，行星支架56可转动地套设于曲柄轴20，而所述行星轮54可转动地设于该行星支架56。作为一种较佳的配置方式，行星支架56可具有一第一支架561、一第二支架562及若干行星轴563设于第一、第二支架561、562之间，所述行星轮54则分别套设于所述行星轴563并位于第一、第二支架561、562之间，其中第一支架561可转动地套设于曲柄轴20，第一支架561与曲柄轴20之间可设有轴承；第二支架562则可转动地套设于该太阳轮53，第二支架562与太阳轮53之间也可设有轴承。当然，行星支架56的形式并不以本实施例所示者为限。

通过前述设计，马达40的动力将依序经由太阳轮53、行星轮54及第一环齿轮51而传递至齿盘基座30并使其转动，此时行星轮54除自转外，还将绕着太阳轮53进行公转，其中动力在太阳轮53、行星轮54的第一齿部541及第二环齿轮52之间进行第一次减速，而后在行星轮54的第二齿部542及第一环齿轮51之间进行第二次减速，因此本实用新型的传动单元50具有较高的减速比，并因此可选用大功率的马达40及较小径的第一、第二环齿轮51、52，使传动单元50占用的体积缩小。

在申请人所进行的内部测试中，M453636专利的传动单元的减速比仅为9.6，反观本较佳实施例的减速单元的减速比则可达到22.1，两者的直径比则为132：107，此等模拟充分显现出本实用新型相较于现有设计而言具有显著提升的减速比，还能一并缩小传动单元的体积，确实是一功效显著的优化设计。

最后，必须再次说明的是，本实用新型于前揭实施例中所揭露的构成元件仅为举例说明，并非用来限制本实用新型的范围，其他等效元件的替代或变化，亦应为本实用新型的权利要求范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种自行车中置动力输出机构，其特征在于，包括：

一机壳；

一曲柄轴，能转动地穿设于该机壳内；

一齿盘基座，套设于该曲柄轴并与该曲柄轴呈单向转动连结关系，该齿盘基座具有一伸入该机壳内的传动套件；

一马达，设于该机壳内，该马达具有一固设于该机壳的定子及一能转动地套设于该曲柄轴的转子；以及

一传动单元，包括一第一环齿轮、一第二环齿轮、一太阳轮及若干行星轮，该第一环齿轮能转动地设于该机壳内并连接于该传动套件，该第二环齿轮固设于该机壳内，该太阳轮与该转子呈单向转动连结关系，各该行星轮具有一第一齿部及一第二齿部，各该行星轮的第一齿部同时与该太阳轮及第二环齿轮啮合，各该行星轮的第二齿部与该第一环齿轮啮合。

2.如权利要求1所述的自行车中置动力输出机构，其特征在于，该齿盘基座与该曲柄轴之间设有一第一单向棘轮。

3.如权利要求1所述的自行车中置动力输出机构，其特征在于，该太阳轮与该转子之间设有一第二单向棘轮。

4.如权利要求2所述的自行车中置动力输出机构，其特征在于，该太阳轮与该转子之间设有一第二单向棘轮。

5.如权利要求1至4中任一项所述的自行车中置动力输出机构，其特征在于，该转子位于该定子的径向内侧。

6.如权利要求1至4中任一项所述的自行车中置动力输出机构，其特征在于，该传动单元还包括一行星支架，该行星支架能转动地套设于该曲柄轴，所述行星轮能转动地设于该行星支架。

7.如权利要求6所述的自行车中置动力输出机构，其特征在于，该行星支架具有一第一支架、一第二支架及若干行星轴设于该第一、第二支架之间，所述行星轮分别套设于所述行星轴并位于该第一、第二支架之间。

8.如权利要求7所述的自行车中置动力输出机构，其特征在于，该第一支架能转动地套设于该曲柄轴，该第二支架能转动地套设于该太阳轮。

9.如权利要求5所述的自行车中置动力输出机构，其特征在于，该传动单元还包括一行星支架，该行星支架能转动地套设于该曲柄轴，所述行星轮能转动地设于该行星支架。

10.如权利要求9所述的自行车中置动力输出机构，其特征在于，该行星支架具有一第一支架、一第二支架及若干行星轴设于该第一、第二支架之间，所述行星轮分别套设于所述行星轴并位于该第一、第二支架之间，该第一支架能转动地套设于该曲柄轴，该第二支架能转动地套设于该太阳轮。