用于電動自行車的驅動單元的制作方法
【專利摘要】一種用于電動自行車的驅動單元，所述驅動單元包括：馬達，其被配置為產生旋轉力，從而驅動所述電動自行車的車輪；減速齒輪單元，其設置有多個齒輪，從而減緩由所述馬達產生的旋轉力；以及環(huán)形齒輪，其被配置為輸出由所述減速齒輪減緩后的旋轉力，其中，在所述環(huán)形齒輪的兩個側邊中的至少一個側邊上，形成有肋部。
【專利說明】用于電動自行車的驅動單元
【技術領域】
[0001]本申請的實施例涉及電動自行車，并且更具體地，涉及用于電動自行車的驅動單元，其具有改進的結構從而通過馬達將驅動力傳遞給車輪。
【背景技術】
[0002]一般來說，自行車是一種短距離運輸工具并且被廣泛用于強身健體或業(yè)余愛好。
[0003]近年來已研發(fā)出一種帶有馬達的電動自行車,該電動自行車由馬達的驅動力驅動，從而遠距離行駛或降低體能消耗。
[0004]安裝在電動自行車上的馬達用于提供驅動力，且當該馬達被安裝在電動自行車的前車輪或后車輪(下文中統(tǒng)稱為車輪)上時，該驅動力被用于旋轉車輪，從而使電動自行車移動。為了將馬達的旋轉力傳遞給車輪，驅動單元被構造為包括充當驅動源的馬達以及用于降低該馬達的旋轉力的減速器。對于能夠穩(wěn)定地傳遞驅動力的驅動單元，已進行了大量研究和調查。

【發(fā)明內容】

[0005]因此，本申請一方面提供了一種用于電動自行車的驅動單元，其具有改進的機構，該改進的結構與用于驅動車輪的驅動力的傳遞相關。
[0006]本申請的其他方面將部分地在隨后的說明書中進行陳述并且部分地通過所述說明書而變得顯而易見，或者可由實踐本申請而習得。
[0007]根據(jù)本申請的一個方面，一種用于電動自行車的驅動單元，該驅動單元包括馬達、減速齒輪單元和環(huán)形齒輪。該馬達可被配置為產生旋轉力以驅動電動自行車的車輪。該減速齒輪單元可設置有多個齒輪，以減緩由馬達產生的旋轉力。該環(huán)形齒輪可被配置為輸出由減速齒輪減緩后的旋轉力。該環(huán)形齒輪的兩個側邊中的至少一個上可形成肋部。
[0008]該肋部可與該環(huán)形齒輪的兩個側邊中的至少一個的整個表面一體成型。
[0009]該環(huán)形齒輪和該肋部中的每一個可在其外周表面上設置有多個突起，該多個突起向外突出并且彼此相間隔。
[0010]該驅動單元還可包括安裝在電動自行車車輪上的馬達罩，以容納馬達和減速齒輪單元，并且該環(huán)形齒輪可安裝在該馬達罩上。
[0011]該馬達罩可設置有聯(lián)接凹槽，該聯(lián)接凹槽的形狀與該突起相匹配，使得該突起可以聯(lián)接至該連接凹槽。
[0012]該減速齒輪單元可包括第一行星齒輪組件和第二行星齒輪組件，每一行星齒輪組件具有:恒星齒輪，其通過接收旋轉力而旋轉；多個行星齒輪，其圍繞該恒星齒輪設置并與該恒星齒輪嚙合；承載架，其連接至該多個行星齒輪中的每一行星齒輪的中心軸；以及，環(huán)形齒輪，其環(huán)繞該多個行星齒輪并且與該多個行星齒輪嚙合。該第一行星齒輪組件和第二行星齒輪組件可順序設置，使得最終輸出齒輪可通過該環(huán)形齒輪輸出由第二行星齒輪組件減緩過的旋轉力。[0013]該馬達可設置有轉子和定子。該轉子具有形成在其中心處的容納空間，該定子環(huán)繞該轉子安裝并且以預定間距與該轉子相間隔。該第一行星齒輪組件可設置在該容納空間內，從而被連接到該轉子上，并且該第二行星齒輪組件可設置在該馬達的外部。
[0014]如上所述，該馬達和該減速齒輪單元的結構得到改進，從而提供具有穩(wěn)定和緊湊的結構的驅動單元。
[0015]此外，該馬達輸出具有降低的速度的旋轉力，該旋轉力被直接傳送給馬達罩，從而使該馬達罩旋轉。由于馬達罩被安裝在車輪上，用于驅動該車輪的結構得以簡化，由此改善了驅動單元的組裝效率。
[0016]此外，環(huán)形齒輪被聯(lián)接到隨車輪一起旋轉的馬達罩上并且被配置為輸出具有降低的速度的旋轉力。該環(huán)形齒輪設置有肋部，以改善剛度并使得旋轉力能夠被穩(wěn)定地傳遞，同時防止環(huán)形齒輪在其熱處理過程中受損。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]本發(fā)明的這些和/或其他方面將通過以下結合附圖的實施例說明而變得顯而易見且易于理解。附圖中:
[0018]圖1為例示了根據(jù)本申請一實施例的電動自行車的透視圖。
[0019]圖2為圖1的俯視圖。
[0020]圖3為圖1的側視圖。
[0021]圖4為例示了根據(jù)本申請一實施例的電動自行車的驅動單元的分解透視圖。
[0022]圖5為圖4的裝配透視圖。
[0023]圖6為例示了設置在根據(jù)本申請一實施例的電動自行車的驅動單元上的環(huán)形齒輪的透視圖。
【具體實施方式】
[0024]現(xiàn)在將詳盡地參照本發(fā)明的實施例，這些實施例的示例已經例示在附圖中，其中相同的參考標記自始至終指的是相同的元件。
[0025]本申請的特征在于用于電動自行車的車輪組件及其制造方法、設置在車輪上的馬達罩集成式輪輻及其制造方法。在對本申請的所述特征進行說明之前，將簡要描述與本申請一起采用的電動自行車。
[0026]圖1為例示了根據(jù)本申請一實施例的電動自行車的透視圖；圖2為圖1的俯視圖；且圖3為圖1的側視圖。
[0027]參照圖1至圖3，根據(jù)本申請一實施例的電動自行車包括:前車架100，其設置有前車輪10和把手部20 ;中間車架200，其設置有腳踏30和車座40 ;以及，后車架300，其設置有后車輪50。該前車架100、中間車架200和后車架300彼此聯(lián)接，從而在該中間車架200的鉸接部400上旋轉。
[0028]該前車架100是以具有內部空間的桿的形式設置的。把手管110設置在前車架100的一端處，且中間車架200可旋轉地聯(lián)接至該前車架100的另一端。該把手管110設置在空腔(hollowness)中，使得把手架21可旋轉地聯(lián)接至該把手管110。該把手架21在該把手管110的下側處設置有前車輪固定架22且在該把手管110的上側處設置有把手固定架23。該前車輪固定架22是通過將該把手架21部分地從中心彎折至側邊而設置的，使得前車輪10與后車輪50被設置在同一線(圖2中的“A”)上。把手固定架23支撐以桿的形式設置的把手24的中心。該把手24的每一端部設置有握把25和制動桿26，該制動桿26用于制動該前車輪10和后車輪50。顯示裝置27可拆卸地安裝在把手24的一側，以顯示電動自行車的信息，例如電動自行車的速度變化或電池，且控制桿28安裝在把手24的另一側，用于調速。
[0029]中間車架200具有內部空間，且該中間車架200是以桿的形式設置的。腳踏30設置在中間車架200的一端處，且前車架100和后車架300可旋轉地聯(lián)接至中間車架200的另一端。設置一對腳踏30，以使其在腳踏聯(lián)接部210上旋轉，該腳踏聯(lián)接部210設置在中間車架200上。該腳踏連接部210的內部設置有發(fā)電機(未示出)，從而將腳踏30的旋轉動力轉換為電能，并且該電能充入電氣連接至該發(fā)電機的電池60中。中間車架200的內部空間設置有弓I擎控制單元(ECU) 70，用于發(fā)電機和其他電子元件之間的電氣連接和控制。
[0030]此外，中間車架200可包括車座架220，其上安裝有車座40。該車座架220在其后側設置有座管42，該車座40安裝在該座管42上。座桿(未示出)聯(lián)接至該座管42，以調節(jié)車座40的高度。
[0031]后車架300具有內部空間，且該后車架300以桿的形式設置。后車輪50可旋轉地安裝在后車架300的一端處，且中間車架200可旋轉地安裝在該后車架300的另一端處。
[0032]后車架300的內部空間設置有電池60和電池管理系統(tǒng)(未示出)，該電池60和電池管理系統(tǒng)電氣連接至E⑶70，該E⑶70設置在中間車架200上。安裝在后車架300上的馬達位于后車輪50上。該馬達(未示出)被容納在安裝在后車輪50上的馬達罩530內，并且被配置為在E⑶70的控制下通過從電池60接收驅動力而使后車輪50旋轉。
[0033]如上所述，該前車架100、中間車架200和后車架300被設置為可折疊的結構，使得該前車架100和后車架300可通過鉸接部400而在該中間車架200上旋轉。
[0034]將在下文中對根據(jù)本申請的用于電動自行車的驅動單元進行詳細描述。在附圖中，所例示的驅動單元是安裝在后車輪50上的，以用于驅動該車輪。然而，本申請不限于此，該驅動單元可安裝在前車輪上。以下將對驅動單元設置在后車輪上的情況進行說明。
[0035]圖4是例示了根據(jù)本申請一實施例的電動自行車的驅動單元的分解透視圖，圖5是圖4的組裝透視圖，且圖6是例示了設置在根據(jù)本申請一實施例的用于電動自行車的驅動單元上的環(huán)形齒輪的透視圖。
[0036]參照圖4和圖5，該驅動單元包括:馬達500，其設置有轉子501和定子506，從而產生驅動車輪50的旋轉力；減速齒輪單元，其減緩該馬達500的旋轉力；以及，馬達罩530，其容納該減速齒輪單元和該馬達500。該馬達罩530安裝在車輪50上，以便通過由馬達500產生的驅動力而隨車輪50 —起旋轉。
[0037]該馬達500包括通過螺釘507而相互組裝的前側罩508和后側罩509，并且該轉子501和定子506被設置在該相互組裝的前側罩508和后側罩509之間所形成的內部空間中。
[0038]轉子501以環(huán)形形狀設置，并且具有多個安裝在轉子501上且沿著轉子501的外周表面彼此相間隔的磁體502。此外，轉子501在其中心設置有預定容納空間503，該容納空間內設置有該減速齒輪單元的第一行星齒輪組件501，稍后將對該組件進行描述。此外，隨轉子501 —起旋轉的旋轉軸504被設置在轉子501的兩側中的一側上。該旋轉軸504作為輸入軸來傳遞由轉子501產生的旋轉力。如附圖中所示出的，該旋轉軸504設置在轉子501的面向該前側罩508的一側上，并且軸承505安裝在該旋轉軸504上，以便由該前側罩508可旋轉地支撐。因此，旋轉軸504可容易地隨轉子501 —起旋轉。
[0039]該定子506環(huán)繞該轉子501而形成并且以預定間距與該轉子501相間隔。該定子506具有纏繞在其上的線圈(未示出)，并且被安裝在該后側罩509的內周表面處。如果對該線圈通電，則在磁體502和線圈之間產生吸力和斥力，由此使轉子501旋轉。
[0040]同時，固定單元550安裝在前側罩508的前表面，從而將馬達500固定到后車架(附圖1中的300)。該固定單元550安裝在后車架300上且穿過馬達蓋535，該馬達蓋535被聯(lián)接到馬達罩530以閉合馬達罩530的開口側。具體地，該固定單元550包括軸553和安裝座554，該軸553安裝在前側罩508上，該安裝座554螺接至后車架300且安裝在軸532上。如果馬達500通過固定單元550而固定到后車架300上，則聯(lián)接至前側罩508的后側罩509和安裝在后側罩509的內周表面上的定子505被固定且無法旋轉。因此，如果對該線圈通電，僅轉子501旋轉。
[0041 ] 該減速齒輪單元具有由多個齒輪構成的行星齒輪組件結構。如附圖中所示，該減速齒輪單元構成為包括第一行星齒輪組件510和第二行星齒輪組件520,從而具有二級減速結構。然而，本申請不限于此，并且該減速齒輪單元可具有一級減速結構或三級減速結構或更高，這取決于期望的減速齒輪傳動比。
[0042]該第一行星齒輪組件510用于減緩該轉子501的旋轉力。如上所述，該第一行星齒輪組件510設置在轉子501的容納空間503內。具體地，該第一行星齒輪組件510包括:第一;1?星齒輪511,其安裝在旋轉軸504上；多個第一行星齒輪512,其圍繞該第一;〖直星齒輪511設置并與該第一恒星齒輪511嚙合；第一承載架513，其連接至安裝在該多個第一行星齒輪512中的每一齒輪的中心處的第一中心軸512a,從而輸出旋轉力；以及,第一環(huán)形齒輪514，其固定至該后側罩509并且外切在該多個第一行星齒輪512的外緣上。
[0043]在該第一行星齒輪組件510的情況下，由于連接至旋轉軸504的第一恒星齒輪511是通過轉子501的旋轉力而旋轉的，該旋轉力被傳遞給第一行星齒輪512。該第一行星齒輪512通過第一環(huán)形齒輪514而轉動，且第一行星齒輪512的外周表面固定至該第一環(huán)形齒輪514。因此,連接到每一第一行星齒輪512的第一中心軸512a上的第一承載架513隨著該第一行星齒輪的轉動而一起旋轉，從而輸出減緩后的旋轉力。
[0044]第一承載架513設置有連接至第一中心軸512a的第一法蘭部513a和形成在該第一法蘭部513a中心處的第一軸部513b。在這種情況下,該第一軸部513b與旋轉軸504共線地設置，以便穿過后側罩509，從而突出到馬達500外部。此外，第一軸部513b的端部支撐在馬達罩530上，以便通過軸承515和525而隨第二承載架523 —起旋轉，稍后將描述該第二承載 架523。
[0045]該第二行星齒輪組件520包括:第二恒星齒輪521，其安裝在第一軸部513b上；多個第二行星齒輪522，其圍繞該第二恒星齒輪521設置并與該第二恒星齒輪521嚙合；第二承載架523，其連接到安裝在該多個第二行星齒輪522中的每一齒輪的中心處的第二中心軸522a上；以及，第二環(huán)形齒輪524，其外切在該多個第二行星齒輪522的外緣上。該第二環(huán)形齒輪524被配置為輸出由該第二行星齒輪組件520減緩后的旋轉力。[0046]該第二行星齒輪組件520設置在馬達500和馬達罩530之間。設置在每一第二行星齒輪522的中心處的該第二中心軸522a被插入球軸承522b中，從而被設置在該第二行星齒輪522的中心處。此外，該第二中心軸522b的一側聯(lián)接至后側罩509，且該第二中心軸522b的另一側聯(lián)接至該第二承載架523。該第二行星齒輪522通過該第二恒星齒輪521的旋轉力而旋轉。
[0047]該第二環(huán)形齒輪524聯(lián)接至該馬達罩530。即:如附圖中所示，第二環(huán)形齒輪524安裝在馬達罩530的內周表面上，且其直徑對應于馬達罩530的內徑。環(huán)形齒輪524的兩個側邊中的至少一個上形成有肋部524a。第二環(huán)形齒輪524的這兩個側邊分別代表第二環(huán)形齒輪524相對于其環(huán)形周表面的前側表面和后側表面。即:該肋部524a可在該第二環(huán)形齒輪524的前側表面和后側表面中的一個的整個表面上一體成型。因此，改善了第二環(huán)形齒輪524的剛度。由于肋部524a是形成在第二環(huán)形齒輪524上的，防止了在對該第二環(huán)形齒輪524實施熱處理的過程中損壞該第二環(huán)形齒輪524。此外，該第二環(huán)形齒輪524是安裝在馬達罩530上的部件，其輸出減緩后的旋轉力，并且第二環(huán)形齒輪524接收和輸出該旋轉力的耐久性得到改善，由此穩(wěn)定地傳遞該旋轉力。
[0048]同時，第二齒輪524的外周表面上形成有多個突起524b，第二齒輪524上具有肋部524a，這些突起524b彼此相間隔。該突起524b確保了與馬達罩530相關的聯(lián)接狀態(tài)，且同時防止該第二環(huán)形齒輪524在被安裝到馬達罩530上時發(fā)生變形。該馬達罩530上與該突起524b對應處設置有聯(lián)接凹槽(未示出)，該聯(lián)接凹槽的形狀與該突起524b相匹配，由此促進該馬達罩530與該第二環(huán)形齒輪524之間的聯(lián)接。
[0049]在該第二行星齒輪組件520的情況下，旋轉力通過隨第一軸部513b —起旋轉的第二恒星齒輪521傳遞給第二行星齒輪522，并且由此使第二行星齒輪512在旋轉的同時通過第二行星齒輪522的中心軸522a支撐。因此,外切在第二行星齒輪522上的該第二環(huán)形齒輪524通過該第二行星齒輪522的旋轉而隨馬達罩530 —起旋轉，并因此輸出減緩后的旋轉力。因此，聯(lián)接至馬達罩530的車輪(后車輪:50)旋轉，由此使電動自行車移動。
[0050]同時，該第二承載架523設置有聯(lián)接至第二中心軸522a的第二法蘭部523a和形成在該第二法蘭部523a的中心處的第二軸部523b。在這種情況下，該第二軸部523b與該旋轉軸504和該第一軸部513b共線地設置，并且通過后側罩530支撐。如上所述，由于軸承525安裝在第二軸部523b上且同時設置在第二軸部523b和馬達罩530之間，該第二軸部523b不受隨第二環(huán)形齒輪524 —起旋轉的馬達罩530的旋轉力的影響。
[0051]此外，根據(jù)本申請的驅動單元進一步設置有單向離合器540，其允許單向旋轉。該單向離合器540設置在第一軸部513b和第二恒星齒輪521之間。該單向離合器540是聯(lián)接部件，其僅允許在一個方向上旋轉。如果第一軸部513b在該單向離合器540所允許的方向上旋轉，則該第一軸部513b的旋轉被傳遞給第二恒星齒輪521，并且該第二恒星齒輪521因此而旋轉。操作該單向離合器540，使車輪50通過根據(jù)電動自行車的驅動所產生的旋轉力而旋轉。如果車輪50的旋轉力大于馬達500的旋轉力，即:如果在下坡情況下所產生的較大的旋轉力超出了由馬達500傳遞的旋轉力，則該單向離合器540防止車輪50的旋轉力被傳遞給馬達500。盡管所例示的單向離合器540是安裝在用于輸出由第一行星齒輪組件510減緩后的旋轉力的第一承載架513上的，但本申請不限于此?？商鎿Q地，該單向離合器540可安裝在用作輸入軸的旋轉軸504上，從而傳遞馬達500的旋轉力。[0052]如上所述，根據(jù)本申請的驅動單元具有設置在轉子501內部的第一行星齒輪組件510，使得該馬達500相較于傳統(tǒng)馬達而言具有緊湊的尺寸。此外，該第二環(huán)形齒輪524的剛度得到改善，因此確保了第二環(huán)形齒輪524與馬達罩530之間的聯(lián)接。因此，由該第二環(huán)形齒輪524輸出的旋轉力被穩(wěn)定地傳遞，并且該第二環(huán)形齒輪524隨聯(lián)接至該馬達罩530的車輪50—起旋轉。因此，不需要將減緩后的旋轉力傳遞給車輪的動力傳遞單元，并由此簡化了電動自行車的結構。
[0053]盡管已經通過少量實施例示出并描述了本發(fā)明，對于本領域技術人員來說明顯的是，可在不脫離本發(fā)明的原理和精神的前提下對這些實施例進行修改，本發(fā)明的范圍由權利要求書及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種用于電動自行車的驅動單元，所述驅動單元包括: 馬達，其被配置為產生旋轉力，從而驅動所述電動自行車的車輪； 減速齒輪單元，其設置有多個齒輪，從而減緩由所述馬達產生的旋轉力；以及 環(huán)形齒輪，其被配置為輸出由所述減速齒輪減緩后的旋轉力， 其中，在所述環(huán)形齒輪的兩個側邊中的至少一個側邊上，形成有肋部。
2.如權利要求1所述的驅動單元，其中，所述肋部與所述環(huán)形齒輪的兩個側邊中的至少一個側邊的整個表面一體成型。
3.如權利要求1所述的驅動單元，其中，所述環(huán)形齒輪和所述肋部中的每一個在其外周表面上設置有多個突起，所述多個突起向外突出并彼此間隔。
4.如權利要求3所述的驅動單元，還包括:馬達罩，其安裝在所述電動自行車的車輪上，從而容納所述馬達和所述減速齒輪單元，其中，所述環(huán)形齒輪安裝在所述馬達罩上。
5.如權利要求4所述的驅動單元，其中，所述馬達罩設置有聯(lián)接凹槽，所述聯(lián)接凹槽在形狀上與所述突起相匹配，使得所述突起被聯(lián)接到所述聯(lián)接凹槽上。
6.如權利要求1所述的驅動單元，其中，所述減速齒輪單元包括第一行星齒輪組件和第二行星齒輪組件，每一所述第一行星齒輪組件和第二行星齒輪組件具有: 恒星齒輪，其通過接收旋轉力而旋轉； 多個行星齒輪，其圍繞所述恒星齒輪設置并與所述恒星齒輪嚙合； 承載架，其連接至所述多個行星齒輪中的每一齒輪的中心軸；以及 環(huán)形齒輪，其環(huán)繞所述多個行星齒輪，且與所述多個行星齒輪嚙合，以及 其中，所述第一行星齒輪組件和第二行星齒輪組件是順序設置的，使得最終輸出齒輪通過所述環(huán)形齒輪輸出由所述第二行星齒輪組件減緩后的旋轉力。
7.如權利要求6所述的驅動單元，其中，所述馬達設置有轉子和定子；所述轉子具有形成在其中心處的容納空間，所述定子環(huán)繞所述轉子而安裝且以預定間距與所述轉子相間隔；以及 其中，所述第一行星齒輪組件設置在所述容納空間內，從而被連接至所述轉子，并且所述第二行星齒輪組件設置在所述馬達的外部。
【文檔編號】B62M6/60GK103661776SQ201210551516
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年12月18日 優(yōu)先權日:2012年9月19日
【發(fā)明者】金一龍 申請人:株式會社萬都