TW202402614A - 電動自行車或電動助力車之驅動系統 - Google Patents

電動自行車或電動助力車之驅動系統 Download PDF

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米克爾 弗里
史蒂芬 本德
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Abstract

一種電動自行車或電動助力車之驅動系統(10)，該驅動系統包括：踏板軸(11)；可操作地連接該踏板軸(11)的電機機械(12)；以及變速器(13)，其中，該變速器(13)係連接於該電機機械(12)和該踏板軸(11)之間，該變速器(13)係包括第一正齒輪級(14)、第二正齒輪級(15)和斜齒輪級(16)，其中，該第一正齒輪級(14)係直接可操作地連接到該電機機械(12)，該斜齒輪級(16)係直接可操作地連接到該踏板軸(11)，並且其中，該第二正齒輪級(15)係連接於該第一正齒輪級(14)和該斜齒輪級(16)之間。

Description

電動自行車或電動助力車之驅動系統
本發明係關於一種電動自行車或電動助力車之驅動系統。
在自行車的驅動系統中，無論是傳統自行車、電動自行車或電動助力車都具有踏板軸，且踏板曲柄與踏板軸可操作地連接。踏板曲柄具有踏板，且自行車騎士藉由踩踏板用腳支撐自己。電動自行車或電動助力車之驅動系統還具有電機機械，電機機械也可操作地連接於踏板軸。變速器可以連接於電機機械和踏板軸之間。
已知的電動自行車或電動助力車之驅動系統所需的安裝空間很大。如此會損害電動自行車或電動助力車的整體美感。
JP 3700773 B2公開了一種電動自行車或電動助力車之驅動系統，其中，變速器係連接於電機機械和踏板軸之間，並且其中，變速器包括正齒輪級(spur gear stage)和斜齒輪級(bevel gear stage)。
由US 7,284,631 B2、CN 105,449,921 A、CN 2,277,934 Y、DE 694 16,742 T2、DE 695 07,870 T2和DE 20 2019 103,283 U1可知其他電動自行車或電動助力車之驅動系統。
電動自行車或電動助力車需要一種新的緊湊型驅動系統。本發明的目的在於提供一種電動自行車或電動助力車之驅動系統。
該目的係藉由請求項1所述的電動自行車或電動助力車之驅動系統來實現。
根據本發明的驅動系統係包括：踏板軸、可操作地連接踏板軸的電機機械、及變速器，其中，變速器係連接於電機機械和踏板軸之間。根據本發明的驅動系統的變速器係包括第一正齒輪級、第二正齒輪級和斜齒輪級，其中，第一正齒輪級係直接可操作地連接到電機機械，且斜齒輪級係直接可操作地連接到踏板軸，並且其中，第二正齒輪級係連接於第一正齒輪級和斜齒輪級之間。
在本發明的驅動系統中，變速器具有第一正齒輪級、第二正齒輪級和斜齒輪級。本發明的電動自行車或電動助力車之驅動系統的特徵在於緊湊的設計。
較佳地，電機機械係部分地沿著踏板軸延伸，及/或側向地延伸到踏板軸的旁邊。如此也有助於為電動自行車或電動助力車提供具有緊湊設計的驅動系統。
較佳地，第一正齒輪級的第一齒輪與該電機機械的驅動軸佈置成彼此同軸，其中，與第一正齒輪級的第一齒輪嚙合的第一正齒輪級的第二齒輪和第二正齒輪級的第一齒輪佈置成彼此同軸且不可旋轉地連接，與第二正齒輪級的第一齒輪嚙合的第二正齒輪級的第二齒輪和斜齒輪級的第一斜齒輪佈置成彼此同軸且不可旋轉地連接，與斜齒輪級的第一斜齒輪嚙合的斜齒輪級的第二斜 齒輪和踏板軸佈置成彼此同軸。這樣的配置也有助於為電動自行車或電動助力車提供具有緊湊設計的驅動系統。
較佳地，電機機械的驅動軸係垂直於踏板軸。這是較佳的方案，從而可為電動自行車或電動助力車提供具有緊湊設計的驅動系統。
較佳地，第一正齒輪級的第二齒輪係部分地沿著電機機械及/或在電機機械上方延伸。較佳地，第二正齒輪級的第二齒輪係部分地沿著踏板軸及/或在踏板軸上方延伸，並且部分地沿著第一正齒輪級的第二齒輪及/或在第一正齒輪級的第二齒輪上方延伸。如此也有助於為電動自行車或電動助力車提供具有緊湊設計的驅動系統。
較佳地，第一正齒輪級的第二齒輪和第二正齒輪級的第二齒輪彼此重疊。如此可以進一步降低電動自行車或電動助力車之驅動系統所需的安裝空間。
較佳地，電機機械在驅動軸方向上的尺寸小於斜齒輪級的第二斜齒輪的直徑。特別是，電機機械在驅動軸方向上的尺寸與第一正齒輪級的軸向厚度的總和小於等於斜齒輪級的第二斜齒輪的直徑。如此可以進一步降低電動自行車或電動助力車之驅動系統所需的安裝空間。
較佳地，第二正齒輪級的第二齒輪的直徑小於電機機械在踏板軸方向上的尺寸，及/或小於等於電機機械在垂直於踏板軸和電機機械的驅動軸的方向上的尺寸。如此可以進一步降低電動自行車或電動助力車之驅動系統所需的安裝空間。
較佳地，斜齒輪級的第二斜齒輪的直徑小於第二正齒輪級的第二齒輪的直徑。如此可以進一步降低電動自行車或電動助力車之驅動系統所需的安裝空間。
較佳地，變速器的傳動比係在1：40和1：50之間。
10:電動自行車或電動助力車之驅動系統、驅動系統
11:踏板軸
12:電機機械
12a:驅動軸
13:變速器
14:第一正齒輪級
14a:第一齒輪
14b:第二齒輪
15:第二正齒輪級
15a:第一齒輪
15b:第二齒輪
16:斜齒輪級
16a:第一斜齒輪
16b:第二斜齒輪
D14b:直徑
D15b:直徑
D16b:直徑
X12:尺寸
Z12:尺寸
X:方向
Y:方向
Z:方向
本發明較佳的進一步發展源自附屬項和以下描述。將基於所附圖式對本發明的實施例進行更詳細的說明，但並不限於此。圖式係表示：
圖1係表示電動自行車或電動助力車之驅動系統的示意性側視圖；以及
圖2係表示圖1的驅動系統的示意性側視圖。
圖1及圖2係表示根據本發明的電動自行車之驅動系統10的不同視圖，其中，X方向係對應於電動自行車或電動助力車的水平縱向方向，Y方向係對應於電動自行車或電動助力車的水平橫向方向，並且Z方向係對應於電動自行車或電動助力車的垂直方向。
驅動系統10係具有踏板軸11。承載踏板的踏板曲柄(未示出)係可操作地連接到踏板軸11。電動自行車或電動助力車的騎士藉由踩在踩踏板上來支撐自己。
驅動系統10還具有電機機械12，電機機械12也可操作地連接踏板軸11。另外，驅動系統10係具有變速器13，其中，變速器13係連接於電機機械12和踏板軸11之間。
變速器13係具有第一正齒輪級14、第二正齒輪級15和斜齒輪級16。
第一正齒輪級14係直接可操作地連接或耦合到電機機械12，即驅動軸12a。斜齒輪級16係直接可操作地連接或耦合到踏板軸11。第二正齒輪級15係連接於第一正齒輪級14和斜齒輪級16之間。
第一正齒輪級14的第一齒輪14a和電機機械12的驅動軸12a佈置成彼此同軸並且以抗扭矩的方式連接到驅動軸12a。與第一正齒輪級14的第一齒輪14a嚙合的第一正齒輪級14的第二齒輪14b和第二正齒輪級15的第一齒輪15a佈置成彼此同軸且不可旋轉地連接。與第二正齒輪15的第一齒輪15a嚙合的第二正齒輪15的第二齒輪15b和斜齒輪16的第一斜齒輪16a佈置成彼此同軸且不可旋轉地連接。與斜齒輪級16的第一斜齒輪16a嚙合的斜齒輪級16的第二斜齒輪16b和踏板軸11佈置成彼此同軸並且以抗扭矩的方式可操作地連接到踏板軸11。
兩個正齒輪級14、15的所有齒輪14a、14b、15a、15b的轉軸係與電機機械12的驅動軸12a同軸或平行地運行。驅動軸12a係垂直於踏板軸11運行。
電機機械12的驅動軸12a和正齒輪級的齒輪14a、14b、15a、15b的轉軸係沿著Z方向延伸，即沿著電動自行車或電動助力車的上下方向延伸。踏板軸11係沿著Y方向延伸，即沿著電動自行車或電動助力車的水平方向延伸。
類似地，斜齒輪級16的第二斜齒輪16b的旋轉方向也沿著電動自行車或電動助力車的橫向延伸。兩個斜齒輪16a、16b的旋轉軸線相互錯開90°，從而使斜齒輪級16形成為90°斜齒輪級。
電機機械12係部分地沿著Y方向，即沿著電動自行車或電動助力車的橫向方向延伸，及/或沿著X方向，即沿著電動自行車或電動助力車的縱向方向側向地延伸到踏板軸11的旁邊，特別是踏板軸11的後面。
電機機械12在驅動軸12a的方向上的尺寸Z12，即電動自行車或電動助力車的Z方向或向上方向的尺寸Z12，至多對應於斜齒輪級16的第二斜齒輪16的直徑D16b。特別是，電機機械12在驅動軸12a的方向上具有同樣的尺寸Z12，其小於斜齒輪級16的第二斜齒輪16b的斜齒輪16b的直徑D16b。
較佳地，電機機械12在電機機械12的驅動軸12a的方向上的尺寸與第一正齒輪級14的軸向厚度的總和小於斜齒輪級16的第二斜齒輪16b的直徑D16b或與其相等。
第一正齒輪級14的第二齒輪14b係部分地沿著電機機械12在其上方延伸。第二正齒輪級15的第二齒輪15b係部分地沿著踏板軸11在其上方延伸，其中，兩個正齒輪級14、15的兩個第二齒輪14b、15b部分地重疊。
斜齒輪級16的第二斜齒輪16b的直徑D16b小於第二正齒輪級15的第二斜齒輪15b的直徑D15b。
第一正齒輪級14的第二齒輪14的直徑D14b小於第二正齒輪級15的第二齒輪15b的直徑D15b，並且還小於斜齒輪級16的第二斜齒輪16b的直徑D16b。
在電動自行車或電動助力車的Z方向上，第一正齒輪級14設置在電機機械12和第二正齒輪級15之間。在電動自行車或電動助力車的X方向上，斜齒輪級16設置在電機機械12和第一正齒輪級14的旁邊。在電動自行車或電動助力車的Z方向上，第二正齒輪級15設置在斜齒輪級16上方。
第一正齒輪級14係配置成藉由電機機械12的驅動軸12a而驅動。第二正齒輪級15係配置成藉由第一正齒輪級14而驅動。斜齒輪級16係配置成由第二正齒輪級15驅動並將驅動扭矩傳遞到踏板軸11，該驅動扭矩係由電機機械11產生並由變速器13轉換，即三個齒輪級14、15、16。
電機機械12在電動自行車或電動助力車的縱向方向上的尺寸X12和在電動自行車或電動助力車的橫向方向上的尺寸特別是70±7mm。電機機械12的這些尺寸特別是相同尺寸並且特別對是應於電機機械12的直徑。
電機機械12的尺寸Z12為在電機機械12的驅動軸12a的方向上的尺寸，即在電動自行車或電動助力車的垂直方向上的尺寸，其特別是40±4mm或45±5mm。
斜齒輪級16的第二斜齒輪16b的直徑D16b特別是50±5mm。
第二正齒輪級15的第二齒輪15b的直徑D15b特別是65±7mm，並且第一正齒輪級14的第二齒輪14b的直徑D14b特別是35±4mm。
兩個正齒輪級14、15的第一齒輪14a、15a的直徑特別是10±1mm。
斜齒輪級16的第一斜齒輪16a的直徑特別是20±2mm。
可以提供用於電動自行車或電動助力車之驅動系統10，其在X方向上具有127±13mm的尺寸，在Z方向上具有60±6mm的尺寸，並且在Y方向上具有70±7mm的尺寸。
特別是，變速器13具有1：40和1：50之間的傳動比，較佳地為1：42。
驅動系統10是緊湊的且所需的安裝空間小。驅動系統10具有三個齒輪級14、15、16。驅動系統10不會損害電動自行車或電動助力車的整體美感。
較佳地，驅動系統10係用於具有液壓制動系統(hydraulic braking system)的電動自行車或電動助力車。
10:電動自行車或電動助力車之驅動系統、驅動系統
11:踏板軸
12:電機機械
13:變速器
14a:第一齒輪
14b:第二齒輪
15a:第一齒輪
15b:第二齒輪
16a:第一斜齒輪
16b:第二斜齒輪
D16b:直徑
X:方向
Y:方向

Claims (11)

  1. 一種電動自行車或電動助力車之驅動系統(10)，該驅動系統係具有：
    踏板軸(11)；
    電機機械(12)，係能操作地連接該踏板軸(11)；以及
    變速器(13)，其中，該變速器(13)係連接於該電機機械(12)和該踏板軸(11)之間，
    其中，該變速器(13)係包括第一正齒輪級(14)、第二正齒輪級(15)和斜齒輪級(16)，
    其中，該第一正齒輪級(14)係直接能操作地連接到該電機機械(12)，
    其中，該斜齒輪級(16)係直接能操作地連接到該踏板軸(11)，
    其中，該第二正齒輪級(15)係連接於該第一正齒輪級(14)和該斜齒輪級(16)之間。
  2. 如請求項1所述之驅動系統，其特徵在於，
    該電機機械(12)係部分地沿著該踏板軸(11)延伸，及/或側向地延伸到該踏板軸(11)的旁邊。
  3. 如請求項1或2所述之驅動系統，其特徵在於，
    該第一正齒輪級(14)的第一齒輪(14a)和該電機機械(12)的驅動軸(12a)係佈置成彼此同軸，
    與該第一正齒輪級(14)的該第一齒輪(14a)嚙合的該第一正齒輪級(14)的第二齒輪(14b)和該第二正齒輪級(15)的第一齒輪(15a)係佈置成彼此同軸且無旋轉地連接，
    與該第二正齒輪級(15)的該第一齒輪(15a)嚙合的該第二正齒輪級(15)的第二齒輪(15b)和該斜齒輪級(16)的第一斜齒輪(16a)係佈置成彼此同軸且無旋轉地連接，
    與該斜齒輪級(16)的該第一斜齒輪(16a)嚙合的該斜齒輪級(16)的第二斜齒輪(16b)和該踏板軸(11)係佈置成彼此同軸。
  4. 如請求項3所述之驅動系統，其特徵在於，
    該電機機械(12)的該驅動軸(12a)係垂直於該踏板軸。
  5. 如請求項3或4所述之驅動系統，其特徵在於，
    該第一正齒輪級(14)的該第二齒輪(14b)係部分地沿著該電機機械(12)及/或在該電機機械(12)上方延伸，並且
    該第二正齒輪級(15)的該第二齒輪(15b)係部份地沿著該踏板軸(11)和該第一正齒輪級(14)的該第二齒輪(14b)及/或在該踏板軸(11)和該第一正齒輪級(14)的該第二齒輪(14b)上方延伸。
  6. 如請求項3至5中任一項所述之驅動系統，其特徵在於，
    該第一正齒輪級(14)的該第二齒輪(14b)和該第二正齒輪級(15)的該第二齒輪(15b)彼此重疊。
  7. 如請求項3至6中任一項所述之驅動系統，其特徵在於，
    該電機機械(12)在該驅動軸(12a)方向上的尺寸小於該斜齒輪級(16)的該第二斜齒輪(16b)的直徑。
  8. 如請求項3至7中任一項所述之驅動系統，其特徵在於，
    該電機機械(12)在該驅動軸(12a)方向上的尺寸與該第一正齒輪級(14)的軸向厚度的總和小於等於該斜齒輪級(16)的該第二斜齒輪(16b)的直徑。
  9. 如請求項3至8中任一項所述之驅動系統，其特徵在於，
    該第二正齒輪級(15)的該第二齒輪(15a)的直徑係小於該電機機械(12)在該踏板軸(11)方向上的尺寸，及/或小於等於該電機機械(12)在垂直於該踏板軸(11)且垂直於該電機機械(12)的該驅動軸(12a)的方向上的尺寸。
  10. 如請求項1至9中任一項所述之驅動系統，其特徵在於，
    該斜齒輪級(16)係90°斜齒輪級。
  11. 如請求項1至10中任一項所述之驅動系統，其特徵在於，該變速器(13)的傳動比係在1：40和1：50之間。
TW112106509A 2022-04-07 2023-02-22 電動自行車或電動助力車之驅動系統 TW202402614A (zh)

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