TW201343467A - 雙馬達驅動機構 - Google Patents

Abstract

一種雙馬達驅動機構，包括設於一輪軸之一驅動輪、具有相同特性曲線、類似特性曲線或不同特性曲線但有搭配適合齒輪比之二馬達及配合二馬達之二傳動組。其中第一傳動組包括有相囓合之一第一輸入齒輪與一第一輸出齒輪，並定義出一第一齒輪比。第一輸入齒輪透過一離合機構設於第一芯軸而選擇式同步轉動，第一輸出齒輪設在輪軸而同步轉動。第二傳動組包括有相囓合之一第二輸入齒輪與一第二輸出齒輪，並定義出一第二齒輪比。第二輸入齒輪設於第二芯軸而同步轉動，第二輸出齒輪設在輪軸。而同步轉動第一齒輪比大於第二齒輪比。

Description

雙馬達驅動機構

本發明係關於一種馬達驅動機構，特別是關於一種應用在車輛上，以相同性能之雙馬達進行驅動之機構。

近年來，基於世界環保意識的抬頭與能源危機的影響，世界各先進國家均投入大筆資金與人力研發低污染、低油耗、與高效能之車輛。以目前新興之電動車輛為例，其係使用電能作為其驅動能源，沒有廢氣的排放與污染，因而被認為是最佳的交通工具。

目前電動車主要是以馬達作為動力源以帶動車輛前進。基於工作負荷、工作轉速、及維持馬達運作於最佳工作效率之需求，馬達通常會設計成以電流控制轉速或者透過與變速箱相結合來改變檔位速度。

在以電流控制馬達轉速之場合中，因為每一顆馬達有其特定的特性曲線，因此並不能兼顧速度及扭力性能，只能擇一。而在馬達結合變速箱之場合中，馬達與箱內齒輪組必須適當地匹配以獲得較佳的運轉特性，然此類變速箱整體設計非常複雜而製作有其難度，總成本對廠商而言是一大負擔。

本發明之一目的即是提供一種雙馬達驅動機構，期能藉由簡易的機構設計達到車輛切換於速度性能模式與扭矩性能模式之間。

為達成上述目的，本發明雙馬達驅動機構包括設於一輪軸而同步轉動之一驅動輪、二馬達、對應配合二馬達之二傳動組。其中第一傳動組包括有相囓合之一第一輸入齒輪與一第一輸出齒輪，並定義出一第一齒輪比。第一輸入齒輪透過一離合機構設於第一馬達之芯軸而選擇式同步轉動，第一輸出齒輪設在輪軸而同步轉動。

第二傳動組包括有相囓合之一第二輸入齒輪與一第二輸出齒輪，並定義出一第二齒輪比。第二輸入齒輪設於第二馬達之芯軸而同步轉動，第二輸出齒輪設在輪軸而同步轉動。特別地，第一馬達與第二馬達有相同特性曲線，且第一齒輪比大於第二齒輪比。

藉由前述雙馬達機構設計，可以利用不同的性能模式來行駛車輛，無需考慮設計與製造困難又昂貴的變速箱。

本發明較佳實施例中，離合機構為一單向棘輪機構，包括有相囓合之一棘輪與一棘爪，棘輪固定在第一輸入齒輪之一中央孔，棘爪固定在第一芯軸。

第一傳動組與第一馬達可位於驅動輪之同側，第二傳動組與第二馬達可位於驅動輪之同側，且第一馬達與第二馬達位可於驅動輪之相反側。或者，第一傳動組、第一馬達、第二傳動組及第二馬達可都位於驅動輪之同一側。

本發明之雙馬達驅動機構可應用在雙輪電動機車、電動輔助自行車、或其它多輪電動車輛。所述離合機構亦可利用一般車輛離合器來達到相同效果，如常見之板式離合器。

本發明雙馬達驅動機構之另一態樣係包括一輪軸、設於輪軸而同步轉動之一驅動輪與一共同輸出齒輪、二馬達、二輸入齒輪。第一輸入齒輪透過一離合機構設於第一馬達之芯軸而選擇式同步轉動，並囓合於共同輸出齒輪。

第二輸入齒輪設於第一芯軸而同步轉動，並囓合於共同輸出齒輪。第一馬達與第二馬達有相同特性曲線，共同輸出齒輪分別與第一輸入齒輪及第二輸入齒輪定義出一第一齒輪比及一第二齒輪比，且第一齒輪比大於第二齒輪比。此外，雙馬達驅動機構可更包括另一驅動輪與一傳動帶，傳動帶繞設於二驅動輪。

本發明雙馬達驅動機構之又一態樣係包括一輪軸、設於輪軸而同步轉動之一驅動輪、二馬達、二傳動組。第一傳動組包括有一第一傳動帶、一第一輸入轉輪與一第一輸出轉輪，並定義出一第一輪徑比。第一輸入轉輪透過一離合機構設於第一馬達之芯軸而選擇式同步轉動，第一輸出轉輪設在輪軸而同步轉動，第一傳動帶繞設於第一輸入轉輪與第一輸出轉輪。

第二傳動組包括有一第二傳動帶、一第二輸入轉輪與一第二輸出轉輪，並定義出一第二輪徑比。第二輸入轉輪設於第二馬達之芯軸而同步轉動，第二輸出轉輪設在輪軸而同步轉動，第二傳動帶繞設於第二輸入轉輪與第二輸出轉輪。第一馬達與第二馬達有相同特性曲線，且第一輪徑比大於第二輪徑比。

本發明雙馬達驅動機構之再一態樣係包括一輪軸、一驅動輪、二馬達、二輸入轉輪、一共同輸出轉輪、一共同傳動帶。驅動輪與共同輸出轉輪設於輪軸而同步轉動。

第一輸入轉輪透過一離合機構設於第一馬達之第一芯軸而選擇式同步轉動。第二輸入轉輪設於第二馬達之第二芯軸而同步轉動。

共同輸出轉輪分別與第一輸入轉輪及第二輸入轉輪定義出一第一輪徑比及一第二輪徑比。共同傳動帶同時繞設於共同輸出轉輪、第一輸入轉輪及第二輸入轉輪。

第一馬達與第二馬達有相同特性曲線，且第一輪徑比大於第二輪徑比。

上述傳動帶可為鍊條或皮帶。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

請參閱第1、2圖所示，其顯示本發明第一實施例是將雙馬達驅動機構應用在雙輪之電動機車10，雙馬達驅動機構主要包括有一驅動輪11、一輪軸111、二馬達12,14、二傳動組13,15。在此例中驅動輪11是指後輪，但在其他應用例中當然也可以是前輪。

驅動輪11套固在輪軸111而構成同步轉動關係。第一馬達12與第二馬達14是相同性能馬達，包括相同特性曲線。

第一傳動組13包括有一第一輸入齒輪131與一第一輸出齒輪132，兩齒輪互相囓合並定義出一第一齒輪比。此外，第一輸入齒輪131透過一離合機構設於第一馬達12之第一芯軸121而達到可選擇式與第一馬達12同步轉動。第一輸出齒輪132則設在輪軸111而同步轉動。在本例中，離合機構是採用一單向棘輪機構，包括有相囓合之一棘輪133與一棘爪134，其中棘輪133是固定在第一輸入齒輪131之中央孔135，棘爪134是固定在第一芯軸121。

第二傳動組15包括有一第二輸入齒輪151與一第二輸出齒輪152，兩齒輪互相囓合，並定義出一第二齒輪比。第二輸入齒輪151設在第二馬達14之第二芯軸141而同步轉動，第二輸出齒輪152設在輪軸111而同步轉動。特別地，上述第一齒輪比是大於第二齒輪比。

此例中，第一馬達12與第二馬達14位於驅動輪11之相反側；同樣地，第一傳動組13與第二傳動組15也位於驅動輪11之相反側。第一馬達12則與第一傳動組13位於驅動輪11之相同側。

在上述設計之下，當騎乘者欲著重於加速性能，則切換為以第二馬達14驅動，因為第二傳動組15包括較小齒數比。反之，當騎乘者欲著重於爬坡性能，則切換為以第一馬達12驅動。

以下將敘述一運用範例以說明本發明之特色。首先，車輛同時以第一馬達12及第二馬達14起動，使其具有扭力之性能需求。當經過一段時間後，第一傳動組13之離合機構使得第一馬達12空轉，不會受第二馬達14影響。第二傳動組15相對而言具較小齒輪比，意即車輛呈現速度性能模式。啟動一段時間後第一馬達12為空轉，此時車輛便轉變為以第二馬達14為主驅動而呈現速度性能模式。由此可知，本發明以簡單的設計而能使車輛先具有扭力之性能要求，而後轉成速度性能之需求。

參考第3圖，為本發明第二較佳實施例之雙馬達驅動機構示意圖。在第二較佳實施例中，雙馬達驅動機構之構成與第一例大致相同，同樣包括有一驅動輪20、一輪軸201、二馬達21,23及二傳動組22,24。驅動輪20設於輪軸201而同步轉動。

第一傳動組22包括有相囓合之一第一輸入齒輪221與一第一輸出齒輪222，並定義出一第一齒輪比。第一輸入齒輪221透過一離合機構例如單向棘輪機構設於第一馬達21之第一芯軸211而選擇式同步轉動，第一輸出齒輪222設在輪軸201而同步轉動。單向棘輪機構包括有相囓合之一棘輪223與一棘爪224，棘輪223固定在第一輸入齒輪221之一中央孔225，棘爪224固定在第一馬達21之第一芯軸121。

同樣地，第二傳動組24包括有相囓合之一第二輸入齒輪241與一第二輸出齒輪242，並定義出一第二齒輪比。第二輸入齒輪241設於第二馬達23之第二芯軸231而同步轉動，第二輸出齒輪242設在輪軸201而同步轉動。

第一馬達21與第二馬達23包括相同特性曲線，且第一齒輪比大於第二齒輪比。

與第一例不同，此例之第一馬達21、第二馬達23、第一傳動組22、第二傳動組24都位於驅動輪20之相同側。此例之作用原理與第一例相同，不再贅述。

參考第4圖，為本發明第三較佳實施例之雙馬達驅動機構示意圖。本實施例之雙馬達驅動機構同樣應用在雙輪電動機車，包括有一驅動輪30、一輪軸301、一共同輸出齒輪35、二馬達31,33、二輸入齒輪32,34。驅動輪30與共同輸出齒輪35皆設於輪軸301而同步轉動。

第一輸入齒輪32透過一離合機構設於第一芯軸311而選擇式同步轉動，第一輸入齒輪32並囓合於共同輸出齒輪35。離合機構為一單向棘輪機構，包括有相囓合之一棘輪321與一棘爪322，棘輪321固定在第一輸入齒輪32之一中央孔323，棘爪322固定在第一芯軸311。

第二輸入齒輪34設於第二芯軸331而同步轉動，第二輸入齒輪34並囓合於共同輸出齒輪35。共同輸出齒輪35分別與第一輸入齒輪32及第二輸入齒輪34定義出一第一齒輪比及一第二齒輪比。第一馬達31與第二馬達33包括相同特性曲線，且第一齒輪比大於第二齒輪比。

本實施例相較於前二例減少一齒輪之使用，又包括相同車輛運轉特性，成本更為降低。

參考第5圖，為本發明第四較佳實施例之雙馬達驅動機構應用於雙輪電動機車40之示意圖。本例之雙馬達驅動機構與第三例相似，包括有一驅動輪41、一輪軸411、一共同輸出齒輪46、二馬達42,44、二輸入齒輪43,45。驅動輪41與共同輸出齒輪46皆設於輪軸411而同步轉動。

第一輸入齒輪43透過一離合機構431設於第一馬達42之第一芯軸421而選擇式同步轉動，第一輸入齒輪43並囓合於共同輸出齒輪46。

第二輸入齒輪45設於第二馬達44之第二芯軸441而同步轉動，第二輸入齒輪45並囓合於共同輸出齒輪46。共同輸出齒輪46分別與第一輸入齒輪43及第二輸入齒輪45定義出一第一齒輪比及一第二齒輪比。第一馬達42與第二馬達44有相同特性曲線，且第一齒輪比大於第二齒輪比。

特別地，本例之共同輸出齒輪46、二馬達42,44、二輸入齒輪43,45沿軸向X收容在驅動輪41厚度範圍內。本實施例同樣可讓車輛切換發揮不同的行駛模式。

參考第6圖，為本發明第五較佳實施例之雙馬達驅動機構示意圖。本例之雙馬達驅動機構包括有一驅動輪50、一輪軸51、二馬達52,54、二傳動組53,55。驅動輪50設於輪軸51而同步轉動。第一馬達52與第二馬達54有相同特性曲線。

第一傳動組53包括有一第一傳動帶531、一第一輸入轉輪532與一第一輸出轉輪533，並定義出一第一輪徑比。第一輸入轉輪532透過一離合機構534設於第一馬達52之第一芯軸521而選擇式同步轉動，第一輸出轉輪533設在輪軸51而同步轉動，第一傳動帶531繞設於第一輸入轉輪532與第一輸出轉輪533以傳遞動力。上述離合機構534可採用如之前實施例之單向棘輪機構。

第二傳動組55包括有一第二傳動帶551、一第二輸入轉輪552與一第二輸出轉輪553，並定義出一第二輪徑比，第一輪徑比大於第二輪徑比。第二輸入轉輪552設於第二馬達54之第二芯軸541而同步轉動，第二輸出轉輪553設在輪軸51而同步轉動，第二傳動帶551繞設於第二輸入轉輪552與第二輸出轉輪553以傳遞動力。

本實施例之機構設計同樣可發揮不同的車輛行駛模式。

參考第7圖，為本發明第六較佳實施例之雙馬達驅動機構示意圖。本例之雙馬達驅動機構包括有一驅動輪60、一輪軸61、一共同輸出轉輪62、二馬達63,65、二輸入轉輪64,66、一共同傳動帶67。驅動輪60與共同輸出轉輪62皆設於輪軸61而同步轉動。

第一輸入轉輪64透過一離合機構631設於第一馬達63之第一芯軸631而選擇式同步轉動，第二輸入轉輪66設於第二馬達65之第二芯軸651而同步轉動。共同傳動帶67同時繞設於共同輸出轉輪62、第一輸入轉輪64、第二輸入轉輪66。離合機構641可採用如之前實施例之單向棘輪機構。

第一馬達63與第二馬達65有相同特性曲線。共同輸出轉輪62分別與第一輸入轉輪64、第二輸入轉輪66定義出第一輪徑比及第二輪徑比，且第一輪徑比大於第二輪徑比。本實施例之機構設計同樣可發揮不同的車輛行駛模式。

參考第8圖，為本發明第七較佳實施例之雙馬達驅動機構示意圖。本例之雙馬達驅動機構包括有一輸出車輪78、二轉輪70,71、二輪軸701,711、一共同輸出齒輪72、二馬達73,75、二輸入齒輪74,76、一傳動帶77。輸出車輪78與第二轉輪71皆設於輪軸711，第一轉輪70與共同輸出齒輪72皆設於輪軸701而同步轉動。傳動帶77繞設於第一轉輪70與第二轉輪71而傳遞動力。

第一輸入齒輪74透過一離合機構741設於第一馬達73之第一芯軸731而選擇式同步轉動，第一輸入齒輪74並囓合於共同輸出齒輪72。

第二輸入齒輪76設於第二馬達75之第二芯軸751而同步轉動，第二輸入齒輪76並囓合於共同輸出齒輪72。共同輸出齒輪72分別與第一輸入齒輪74及第二輸入齒輪76定義出一第一齒輪比及一第二齒輪比。第一馬達73與第二馬達75有相同特性曲線，且第一齒輪比大於第二齒輪比。

本實例是以第三例為基礎，其中第一轉輪70相當於第4圖之驅動輪30，不同的是本例最後的輸出輪是車輪78，第一轉輪70只是作為傳遞動力至車輪78之前級傳動機構的一部份。本實施例之機構設計同樣可發揮不同的車輛行駛模式。

前述實施例的二馬達係具有相同特性曲線，也可以使用具有類似特性曲線或不同特性曲線但有搭配適合齒輪比之二馬達及配合二馬達之二傳動組，也可以達到本發明預期的效果。

以上之實施例說明僅為本發明之較佳實施例說明，凡習於此項技術者當可依據本發明之上述實施例說明而作其它種種之改良及變化。然而這些依據本發明實施例所作的種種改良及變化，當仍屬於本發明之發明精神及以下所界定之專利範圍內。

11,20,30,41,50,60．．．驅動輪

111,201,301,411,51,61,701,711．．．輪軸

12,14,21,23,31,33,42,44,52,54,63,65,73,75．．．馬達

121,141,211,231,311,331,421,441,521,541,631,651,731,751．．．芯軸

13,15,22,24,53,55．．．傳動組

131,151,221,241,32,34,43,45,74,76．．．輸入齒輪

132,152,222,242．．．輸出齒輪

133,223,321．．．棘輪

134,224,322．．．棘爪

135,225,323．．．中央孔

35,46,72．．．共同輸出齒輪

40．．．雙輪電動機車

431,534,641,741．．．離合機構

531,551,77．．．傳動帶

532,552,64,66．．．輸入轉輪

533,553．．．輸出轉輪

62．．．共同輸出轉輪

67．．．共同傳動帶

70,71．．．轉輪

78．．．輸出車輪

X．．．軸向

第1圖顯示本發明第一較佳實施例之電動機車側視圖。

第2圖顯示本發明第一較佳實施例之雙馬達驅動機構示意圖。

第3圖顯示本發明第二較佳實施例之雙馬達驅動機構示意圖。

第4圖顯示本發明第三較佳實施例之雙馬達驅動機構示意圖。

第5圖顯示本發明第四較佳實施例之雙馬達驅動機構示意圖。

第6圖顯示本發明第五較佳實施例之雙馬達驅動機構示意圖。

第7圖顯示本發明第六較佳實施例之雙馬達驅動機構示意圖。

第8圖顯示本發明第七較佳實施例之雙馬達驅動機構示意圖。

11．．．驅動輪

111．．．輪軸

12,14．．．馬達

121,141．．．芯軸

13,15．．．傳動組

131,151．．．輸入齒輪

132,152．．．輸出齒輪

133．．．棘輪

134．．．棘爪

135．．．中央孔

Claims (12)

1. 一種雙馬達驅動機構，係裝設於一車輛，包括：一輪軸；一驅動輪，設於該輪軸而同步轉動；一第一馬達，包括一第一芯軸；一第一傳動組，包括有相囓合之一第一輸入齒輪與一第一輸出齒輪，並定義出一第一齒輪比，該第一輸入齒輪透過一離合機構設於該第一芯軸而選擇式同步轉動，該第一輸出齒輪設在該輪軸而同步轉動；一第二馬達，包括一第二芯軸；以及一第二傳動組，包括有相囓合之一第二輸入齒輪與一第二輸出齒輪，並定義出一第二齒輪比，該第二輸入齒輪設於該第二芯軸而同步轉動，該第二輸出齒輪設在該輪軸而同步轉動；其中，該第一馬達與該第二馬達有相同特性曲線，且該第一齒輪比大於該第二齒輪比。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雙馬達驅動機構，其中該離合機構為一單向棘輪機構，包括有相囓合之一棘輪與一棘爪，該棘輪固定在該第一輸入齒輪之一中央孔，該棘爪固定在該第一芯軸。
3. 如申請專利範圍第1項所述之雙馬達驅動機構，其中該第一傳動組與該第一馬達位於該驅動輪之同側，該第二傳動組與該第二馬達位於該驅動輪之同側，且該第一馬達與該第二馬達位於該驅動輪之相反側。
4. 如申請專利範圍第1項所述之雙馬達驅動機構，其中該第一傳動組、該第一馬達、該第二傳動組及該第二馬達位於該驅動輪之同側。
5. 如申請專利範圍第1項所述之雙馬達驅動機構，其中該車輛為一雙輪電動機車。
6. 一種雙馬達驅動機構，係裝設於一車輛，包括：一輪軸；一驅動輪，設於該輪軸而同步轉動；一共同輸出齒輪，設於該輪軸而同步轉動；一第一馬達，包括一第一芯軸；一第一輸入齒輪，透過一離合機構設於該第一芯軸而選擇式同步轉動，並囓合於該共同輸出齒輪；一第二馬達，包括一第二芯軸；以及一第二輸入齒輪，設於該第二芯軸而同步轉動，並囓合於該共同輸出齒輪；其中，該第一馬達與該第二馬達有相同特性曲線，該共同輸出齒輪分別與該第一輸入齒輪及該第二輸入齒輪定義出一第一齒輪比及一第二齒輪比，且該第一齒輪比大於該第二齒輪比。
7. 如申請專利範圍第6項所述之雙馬達驅動機構，其中該離合機構為一單向棘輪機構，包括有相囓合之一棘輪與一棘爪，該棘輪固定在該第一輸入齒輪之一中央孔，該棘爪固定在該第一芯軸。
8. 如申請專利範圍第6項所述之雙馬達驅動機構，其中該車輛為一雙輪電動機車。
9. 如申請專利範圍第6項所述之雙馬達驅動機構，更包括另一驅動輪與一傳動帶，該傳動帶繞設於該二驅動輪。
10. 一種雙馬達驅動機構，係裝設於一車輛，包括：一輪軸；一驅動輪，設於該輪軸而同步轉動；一第一馬達，包括一第一芯軸；一第一傳動組，包括有一第一傳動帶、一第一輸入轉輪與一第一輸出轉輪，並定義出一第一輪徑比，該第一輸入轉輪透過一離合機構設於該第一芯軸而選擇式同步轉動，該第一輸出轉輪設在該輪軸而同步轉動，該第一傳動帶繞設於該第一輸入轉輪與該第一輸出轉輪；一第二馬達，包括一第二芯軸；以及一第二傳動組，包括有一第二傳動帶、一第二輸入轉輪與一第二輸出轉輪，並定義出一第二輪徑比，該第二輸入轉輪設於該第二芯軸而同步轉動，該第二輸出轉輪設在該輪軸而同步轉動，該第二傳動帶繞設於該第二輸入轉輪與該第二輸出轉輪；其中，該第一馬達與該第二馬達有相同特性曲線，且該第一輪徑比大於該第二輪徑比。
11. 如申請專利範圍第10項所述之雙馬達驅動機構，其中該離合機構為一單向棘輪機構，包括有相囓合之一棘輪與一棘爪，該棘輪固定在該第一輸入轉輪之一中央孔，該棘爪固定在該第一芯軸。
12. 一種馬達驅動機構，係裝設於一車輛，包括：一輪軸；一驅動輪，設於該輪軸而同步轉動；一第一馬達，包括一第一芯軸；一第一輸入轉輪，透過一離合機構設於該第一芯軸而選擇式同步轉動；一第二馬達，包括一第二芯軸；以及一第二輸入轉輪，設於該第二芯軸而同步轉動；一共同輸出轉輪，設於該輪軸而同步轉動，並分別與該第一輸入轉輪及該第二輸入轉輪定義出一第一輪徑比及一第二輪徑比；一共同傳動帶，同時繞設於該共同輸出轉輪、該第一輸入轉輪及該第二輸入轉輪；其中，該第一馬達與該第二馬達有相同特性曲線，且該第一輪徑比大於該第二輪徑比。