電動自行車動力模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電動自行車動力模塊，包含一第一動力單元、一減速單元、一第二動力單元與一驅(qū)動單元。該第一動力單元輸出具有一第一轉(zhuǎn)速以及一第一扭力的一第一馬力。該減速單元將該第一轉(zhuǎn)速降低至一第二轉(zhuǎn)速，以及將該第一扭力提升至一第二扭力。該減速單元輸出一第二馬力。該第二動力單元輸出一第三轉(zhuǎn)速以及一第三扭力的一第三馬力。該驅(qū)動單元耦接該減速單元與該第二動力單元，該驅(qū)動單元輸出該第二馬力或該第三馬力。本實用新型具有低轉(zhuǎn)速、高扭力、小體積與低成本等的優(yōu)勢。
【專利說明】電動自行車動力模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電動自行車的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種利用一高轉(zhuǎn)速與一低扭力電機配合一減速器而輸出一低轉(zhuǎn)速與一高扭力的一動力源，以及利用一驅(qū)動單兀決定以該動力源或一人力動力源作為輸出動力源的電動自行車動力模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)中，一電動自行車(下稱車體)采用一前輪輪鼓式馬達或一后輪輪鼓式馬達；但該等馬達的配置存在許多缺失，其一，該車體的重心集中在該車體的前部或者該車體的后部，該重心的位置將會降低該車體的平衡度，進而影響騎乘穩(wěn)定性；其二，由于該前輪輪鼓式馬達設(shè)置在一前輪，以及該后輪輪鼓式馬達設(shè)置于一后輪，如此的配置將在該前輪或該后輪維修的過程中，增加維修的困難度；以及，其三，由于該前輪輪鼓式馬達直接地輸出于一前輪或該后輪輪鼓式馬達直接地輸出于一后輪。因此，該前輪輪鼓式馬達或該后輪輪鼓式馬達無法配合一自行車變速齒輪提供變速的功能。
[0003]為解決上述的缺失，先前技術(shù)將該馬達移動至該車體的中間部，使得該重心可以自該車體前部或該車體后部轉(zhuǎn)移至該車體中間部，該馬達一般可稱為中置電機。該中置電機必須具有一低轉(zhuǎn)速與一高扭力的輸出，以滿足車體的騎乘需求。因此，該中置電機為了獲得該低轉(zhuǎn)速與該高扭力的動力源輸出，該中置電機需要另外加裝具有一低減速比的一行星減速器，以達成該低轉(zhuǎn)速與該高扭力的一動力源輸出。
[0004]然而，受限于該行星減速器的減速比較低，而無法大幅降低該中置電機的轉(zhuǎn)速及大幅提升該中置電機的扭力。因此，若要能夠達到該低轉(zhuǎn)速與該高扭力的該動力源輸出，則需要采用一中低轉(zhuǎn)速及一中高扭力的電機，才能滿足騎乘所需該低轉(zhuǎn)速與該高扭力的輸出需求。但是，該中低轉(zhuǎn)速及中高扭力的電機相較于一高轉(zhuǎn)速與一低扭力的電機，其存在有體積大、重量重與成本高等缺失。
[0005]有鑒于此，本實用新型提出一種電動自行車動力模塊，以解決習(xí)知技術(shù)的缺失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的第一目的是提供一種電動自行車動力模塊，藉由具有一高減速比的一減速器，該減速器可將一高轉(zhuǎn)速與一低扭力的一電機轉(zhuǎn)換成一低轉(zhuǎn)速與一高扭力的一電機動力源，讓該電動自行車動力模塊具有低轉(zhuǎn)速、高扭力、體積小、重量輕與成本低等優(yōu)勢。
[0007]本實用新型的第二目的是根據(jù)上述電動自行車動力模塊，可制做一體積小與高扭力的一中置電機，該中置電機除可以讓一電動自行車的車體重心穩(wěn)定之外，也方便維修該電動自行車的一前輪或一后輪，以及配合一自行車變速齒輪達到變速等目的。
[0008]本實用新型的第三目的是根據(jù)上述電動自行車動力模塊，藉由一偏心軸、一軸承、一圓形外齒齒輪、一環(huán)狀內(nèi)齒齒輪與一限位盤組成一減速器，而藉由調(diào)整該圓形外齒齒輪的輪齒數(shù)量與該環(huán)狀內(nèi)齒齒輪的輪齒數(shù)量，讓該減速器具有該高減速比。
[0009]本實用新型的第四目的是根據(jù)上述電動自行車動力模塊，藉由復(fù)數(shù)環(huán)狀體與一共用法蘭盤形成復(fù)數(shù)單向軸承，該等單向軸承可接收來自于該減速器輸出的該電機動力源以及來自于人力的一人力動力源。
[0010]為達到上述的目的與其它目的，本實用新型提供一種電動自行車動力模塊包含一第一動力單元、一減速單元、一第二動力單元與一驅(qū)動單元。該第一動力單元具有一第一轉(zhuǎn)速以及一第一扭力?；谠摰谝晦D(zhuǎn)速與該第一扭力的乘積，該第一動力單元輸出一第一馬力。該減速單元稱接該第一動力單元。該減速單元將該第一轉(zhuǎn)速降低至一第二轉(zhuǎn)速，讓該第一扭力提升成一第二扭力?；谠摰诙D(zhuǎn)速與該第二扭力的乘積，該減速單兀輸出一第二馬力。該第二動力單元輸出一第三轉(zhuǎn)速以及一第三扭力的一第三馬力。該驅(qū)動單元耦接該減速單元與該第二動力單元，以輸出該第二馬力或該第三馬力。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相較，本實用新型的一電動自行車動力模塊，可藉由一高減速比的一減速單元，將一高轉(zhuǎn)速與一低扭力電機(價格低與體積小的優(yōu)勢)，轉(zhuǎn)換成具有一低轉(zhuǎn)速與一高扭力的輸出動力源。該體積小的優(yōu)勢，將有助于設(shè)置在一電動自行車的中間部，以同時地解決習(xí)知技術(shù)的缺失。
[0012]此外，該電動自行車動力模塊可以接收復(fù)數(shù)動力源(例如一電機動力源與一人力動力源)，尤其是該模塊可不借助任何的切換器，而能夠選擇該等動力源之其中一者以驅(qū)動該電動自行車。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型實施例的電動自行車動力模塊的爆炸示意圖；
[0014]圖2是說明圖1中實施例中減速單元的詳細示意圖；
[0015]圖3是說明圖1中實施例中驅(qū)動單元的詳細示意圖。
[0016]附圖標記說明:10_電動自行車動力模塊；12_第一動力單元；14_減速單元；142-偏心軸；144_軸承；146_圓形外齒齒輪；1462_第一輪齒；1464_限位柱；148_環(huán)狀內(nèi)齒齒輪；1482-第二輪齒；1410_限位盤；14102-圓孔；16_第二動力單兀；18_驅(qū)動單元；182-第一環(huán)狀體；184-第二環(huán)狀體；186-共用法蘭盤！HP1-第一馬力；HP2-第二馬力；HP3-第三馬力；HPS-人力動力源。
【具體實施方式】
[0017]為充分了解本實用新型之目的、特征及功效，茲藉由下述具體之實施例，并配合所附之圖式，對本實用新型做一詳細說明，說明如后。
[0018]請參考圖1所示的本實用新型實施例的電動自行車動力模塊的爆炸示意圖。在第I圖中，該電動自行車動力模塊10包含一第一動力單元12、一減速單元14、一第二動力單元16與一驅(qū)動單元18。
[0019]該第一動力單元12具有一第一轉(zhuǎn)速以及一第一扭力，例如該第一動力單元12為一電機(即馬達)。于本實施例中，該電機以一高轉(zhuǎn)速與一低扭力輸出為例說明。該第一動力單元12輸出一第一馬力HP1 (horsepower)。馬力的定義為該第一轉(zhuǎn)速與該第一扭力的乘積。
[0020]該減速單元14耦接該第一動力單元12，以接收來自于該第一動力單元12所輸出的該第一馬力HP115該減速單元14的功能系將該第一轉(zhuǎn)速降低至一第二轉(zhuǎn)速，以及讓該第一扭力提升至一第二扭力。該減速單元14輸出一第二馬力HP2。值得注意的是，該第二扭力大于該第一扭力。于本實施例中，該減速單元14的組成可以參考第2圖的詳細結(jié)構(gòu)圖。
[0021]在圖2中，該減速單元14包含一偏心軸142、一軸承144、一圓形外齒齒輪146、一環(huán)狀內(nèi)齒齒輪148與一限位盤1410。該偏心軸142與該軸承144組裝后，一同貫穿該圓形外齒齒輪146。該圓形外齒齒輪146結(jié)合該限位盤1410。該圓形外齒齒輪146局部地嚙合該環(huán)狀內(nèi)齒齒輪148。
[0022]該偏心軸142的中心孔軸與該減速單元14的中心同軸，其中該偏心軸142的管壁厚度不均。
[0023]該圓形外齒齒輪146在外緣具有復(fù)數(shù)第一輪齒1462，該等第一輪齒1462的數(shù)量為一第一齒數(shù)Tl。該圓形外齒齒輪146局部地嚙合該環(huán)狀內(nèi)齒齒輪148。該圓形外齒齒輪146設(shè)置有復(fù)數(shù)限位柱1464，供與該限位盤1410結(jié)合。
[0024]該環(huán)狀內(nèi)齒齒輪148在內(nèi)緣具有復(fù)數(shù)第二輪齒1482。該等第二輪齒1482的數(shù)量為一第二齒數(shù)T2。
[0025]該限位盤1410包含有復(fù)數(shù)圓孔14102。該等圓孔14102的直徑大于該等限位柱1464的直徑。
[0026]該減速單元14的動作原理:當該偏心軸142轉(zhuǎn)動時，該偏心軸142經(jīng)由該軸承144推動該圓形外齒齒輪146。由于該偏心軸142的管壁厚度不均勻，因此該圓形外齒齒輪146作動時，該圓形外齒齒輪146的軸心并非固定的。再者，該圓形外齒齒輪146本身不會隨著該偏心軸142旋轉(zhuǎn)(即該圓形外齒齒輪146不以自己的軸心作旋轉(zhuǎn)動作)。該圓形外齒齒輪146僅是藉由該等限位柱1464而被限制在該等圓孔14102作微小的移動。在移動的過程中，該圓形外齒齒輪146部份的該等第一輪齒1462會不斷地嚙合該環(huán)狀內(nèi)齒齒輪148之部份的該等第二輪齒1482。由于該等第一輪齒1462與該等第二輪齒1482之間齒數(shù)數(shù)目不相同，因此造成該環(huán)狀內(nèi)齒齒輪148緩慢地旋轉(zhuǎn)。
[0027]該減速單元14之一減速比RR(reduct1n rat1)的定義為該第二齒數(shù)T2與一齒數(shù)差D的比值。該齒數(shù)差D為該第一齒數(shù)Tl與該第二齒數(shù)Τ2之間的齒差。因此,該減速比RR的數(shù)學(xué)表達式如下所示:
[0028]RR = T2/D
[0029]值得注意的是，本實用新型的該減速單元14之該減速比RR遠大于傳統(tǒng)一行星減速器的減速比。
[0030]該第二動力單元16輸出一第三轉(zhuǎn)速以及一第三扭力的一第三馬力ΗΡ3。于本實施例中，該第二動力單元16系以一踏板驅(qū)動器為例說明，一使用者可藉由該踏板驅(qū)動器輸出一人力動力源 HPS (human power source)。
[0031]該驅(qū)動單元18耦接該減速單元14與該第二動力單元16，以輸出該第二馬力即2或該第三馬力HP3。一并參考第3圖所示，第3圖系說明第I圖中該驅(qū)動單元的詳細結(jié)構(gòu)圖。該驅(qū)動單元18具有一第一環(huán)狀體182、一第二環(huán)狀體184與一共用法蘭盤186。
[0032]該第一環(huán)狀體182與該第二環(huán)狀體184分別地耦合該共用法蘭盤186。該第一環(huán)狀體182與該共用法蘭盤186結(jié)合成一第一單向軸承，以及該第二環(huán)狀體184與該共用法蘭盤186結(jié)合成一第二單向軸承。該第一單向軸承輸出該第二馬力HP2或該第二單向軸承輸出該第三馬力HP3。值得注意的是，該第一環(huán)狀體182以該第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，以及該第二環(huán)狀體184以該第三轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。該共用法蘭盤186根據(jù)該第二轉(zhuǎn)速與該第三轉(zhuǎn)速之中大者，耦合該第一環(huán)狀體182或耦合該第二環(huán)狀體184，即該轉(zhuǎn)速大者的該第一環(huán)狀體182或該第二環(huán)狀體184，將可以牽動該共用法蘭盤186輸出該第二馬力HP2或該第三馬力HP3。
[0033]舉例而言，一第一動力單元12輸出轉(zhuǎn)速3000每分鐘轉(zhuǎn)速(Revolut1n PerMinute, rpm)以及扭力I牛頓米(Newton-meter)的一電機動力源，以及該減速單元14的該減速比RR為30。當該第一動力單元12連接該減速單元14之后，該減速單元14輸出一轉(zhuǎn)速10rpm以及扭力30牛頓米的一動力源。相較于該第一動力單元12原有的該電機動力源輸出，該電機動力源的轉(zhuǎn)速由3000rpm (高轉(zhuǎn)速)降至10rpm (低轉(zhuǎn)速)，以及該扭力由INm (低扭力)提升至30Nm(高扭力)。
[0034]本實用新型在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習(xí)本項技術(shù)者應(yīng)理解的是，該實施例僅用于描繪本實用新型，而不應(yīng)解讀為限制本實用新型之范圍。應(yīng)注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應(yīng)設(shè)為涵蓋于本實用新型之范疇內(nèi)。因此，本實用新型之保護范圍當以申請專利范圍所界定者為準。
【權(quán)利要求】
1.一種電動自行車動力模塊，其特征在于包含: 一第一動力單元，系具有一第一轉(zhuǎn)速以及一第一扭力，基于該第一轉(zhuǎn)速與該第一扭力的乘積，該第一動力單元輸出一第一馬力； 一減速單元，系稱接該第一動力單元，該減速單元將該第一轉(zhuǎn)速降低至一第二轉(zhuǎn)速，以及將該第一扭力提升至一第二扭力，基于該第二轉(zhuǎn)速與該第二扭力的乘積，該減速單元輸出一第二馬力； 一第二動力單元，系輸出一第三轉(zhuǎn)速以及一第三扭力的一第三馬力；以及 一驅(qū)動單元，系稱接該減速單元與該第二動力單元，該驅(qū)動單元輸出該第二馬力或該第二馬力。
2.如權(quán)利要求1所述的電動自行車動力模塊，其特征在于，該減速單元包含一偏心軸、一軸承、一圓形外齒齒輪、一環(huán)狀內(nèi)齒齒輪與一限位盤，該偏心軸與該軸承組裝之后，一同貫穿該圓形外齒齒輪，該圓形外齒齒輪結(jié)合該限位盤，以及該圓形外齒齒輪局部地嚙合該環(huán)狀內(nèi)齒齒輪。
3.如權(quán)利要求2所述的電動自行車動力模塊，其特征在于，該圓形外齒齒輪具有一第一齒數(shù)，以及該環(huán)狀內(nèi)齒齒輪具有一第二齒數(shù)，該第一齒數(shù)與該第二齒數(shù)之間具有一齒數(shù)差，該第二齒數(shù)與該齒數(shù)差的比值為一減速比。
4.如權(quán)利要求1所述的電動自行車動力模塊，其特征在于，該驅(qū)動單元包含一第一環(huán)狀體、一第二環(huán)狀體以及一共用法蘭盤，該第一環(huán)狀體與該第二環(huán)狀體分別地耦合該共用法蘭盤以形成一第一單向軸承與一第二單向軸承，該第一環(huán)狀體連接該減速單元，以及該第二環(huán)狀體連接該第二動力單元，該第一環(huán)狀體以該第二轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，以及該第二環(huán)狀體以該第三轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，根據(jù)該第二轉(zhuǎn)速與該第三轉(zhuǎn)速之中轉(zhuǎn)速大者，讓該共用法蘭盤受到該第一環(huán)狀體或該第二環(huán)狀體的牽引，以在該共同法蘭盤輸出該第二馬力或該第三馬力。
【文檔編號】B62M11/04GK203819457SQ201420095520
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】葉駿紳 申請人:蘇州悍猛諧波機電有限公司