TWM611579U - 用於電助力自行車之後輪動力輸出機構 - Google Patents

Abstract

本創作有關於一種用於電助力自行車之後輪動力輸出機構，其包含有一個外殼、一個馬達、一個減速單元及一個定位單元，外殼可轉動地套設於一個第一心軸與一個第二心軸，馬達設於外殼內且具有一個連接第一心軸之定子，減速單元具有一個齒輪固定架，齒輪固定架固接馬達之定子且連接第二心軸，定位單元具有一個固設外殼之軸承保持架與一個設於軸承保持架與第二心軸之間之軸承，並於第二心軸之外周面設置一個抵靠軸承之扣件。藉此，當第二心軸受到軸向力作用時會透過扣件撞到軸承，然後再讓軸承撞到齒輪固定架，如此即可防止第二心軸產生軸向移動。

Description

用於電助力自行車之後輪動力輸出機構

本創作與電助力自行車有關，特別是指一種用於電助力自行車之後輪動力輸出機構。

傳統的電助力自行車是藉由騎乘者的踩踏力量搭配一個動力輸出機構(如輪毂馬達)所提供的助力而獲得前進的動力，使電助力自行車不會對騎乘者的體力造成太大的負擔，並且在休閒之餘又能達到健身的效果。

就習知結構來說，心軸與行星支架原本是利用金屬材質(例如鋁)所製成的一體式結構，後來將心軸與行星支架改成二件式結構並以干涉配合的方式進行組裝，以達到輕量化的效果。但是在運作過程中，心軸可能會因為外力作用而產生軸向移動，為了限制心軸的軸向移動，EP 2 650 204 B1及CN 100540350C等專利文獻揭露出在心軸之一端用螺帽進行鎖固的技術，藉由螺帽所提供的擋止效果來防止心軸產生軸向移動。然而，使用螺帽除了會增加整體結構在徑向方向上的體積之外，由於心軸用來供螺帽組設之一端需要再套接一個用來跟齒盤進行組裝之套筒，所以在螺帽的影響之下會造成心軸的長度過長，導致其他元件的配置會連帶受到影響。

本創作之目的在於提供一種用於電助力自行車之後輪動力輸出機構，其能有效防止心軸產生軸向移動。

為了達成上述目的，本創作之後輪動力輸出機構包含有一個外殼、一個馬達、一個第一心軸、一個減速單元、一個第二心軸，以及一個定位單元。該馬達設於該外殼內且具有一個定子與一個可相對該定子轉動之轉子；該第一心軸設於該外殼之一端且允許該外殼能相對其轉動，該第一心軸以其一端固接該馬達之定子；該減速單元設於該外殼內且具有一個齒軸、一個齒輪固定架、多個減速齒輪及一個環齒輪，該齒軸固接於該馬達之轉子，該齒輪固定架連接該馬達之定子，該等減速齒輪設於該齒輪固定架且嚙接該齒軸，該環齒輪固設於該外殼且嚙接該等減速齒輪；該第二心軸設於該外殼之另一端且允許該外殼能相對其轉動，該第二心軸以其一端固接該齒輪固定架；該定位單元具有一個軸承保持架、一個軸承及一個扣件，該軸承保持架固設於該外殼，該軸承設於該軸承保持架與該心軸之間且緊鄰於該齒輪固定架之一側，該扣件設於該第二心軸之外周面且抵靠於該軸承。

由上述可知，該第二心軸在受到軸向力作用時會透過該扣件撞到該軸承，然後再讓該軸承撞到該齒輪固定架，如此即可對該第二心軸提供擋止效果，進而防止該第二心軸產生軸向移動。

較佳地，該第二心軸之外周面具有一個用來設置該扣件之環槽。

較佳地，該外殼具有一個殼體與一個端蓋，該殼體被該第一心軸所穿設，該端蓋設於該殼體之一端開口且被該第二心軸所穿設，至於該環齒輪與該軸承保持架皆固設於該端蓋。

較佳地，各該減速齒輪具有一個大齒輪與一個同軸連接該大齒輪之小齒輪，該齒軸嚙接該等減速齒輪之大齒輪，該環齒輪嚙接該等減速齒輪之小齒輪。藉由兩階式設計，再搭配兩者可以選用不同材質，以達到提升耐用度及降低噪音的效果。

有關本創作所提供對於用於電助力自行車之後輪動力輸出機構的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本創作領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本創作所列舉的特定實施例，僅係用於說明本創作，並非用以限制本創作之專利申請範圍。

申請人首先在此說明，於整篇說明書中，包括以下介紹的實施例以及申請專利範圍的請求項中，有關方向性的名詞皆以圖式中的方向為基準。其次，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之元件標號，代表相同或近似之元件或其結構特徵。

請繼續參閱圖1至圖3，本創作之後輪動力輸出機構10包含有一個外殼20、一個馬達30、一個第一心軸36、一個減速單元40、一個第二心軸62，以及一個定位單元70。

外殼20包含有一個殼體22與一個端蓋24，端蓋24設於殼體22之一端開口且與殼體22之間形成一個用來容納前述大部分元件的容置空間26。

馬達30設於外殼20內且具有一個定子34與一個可相對定子34轉動之轉子32。藉由一個供電源(如安裝於車架的電池，圖中未示)所提供的電力，使轉子32轉動而輸出電助力。

第一心軸36設於外殼20之一端且允許外殼20能相對其轉動。第一心軸36之一端凸出於外殼20，用以跟後叉(圖中未示)作組設固定，第一心軸36以其另一端連接馬達30之定子34，使第一心軸36保持不動。

減速單元40用來將轉子32所產生的電助力加以減速後再傳遞出去。如圖2及圖3所示，減速單元40設於外殼20內且具有一個齒軸42、一個齒輪固定架46、一個環齒輪52及多個減速齒輪56(在此以三個為例)，其中:齒軸42利用一個平鍵44固接於馬達30之轉子32，使齒軸42可受轉子32之驅動而一起轉動；齒輪固定架46套設於齒軸42且具有一個第一架體48與一個連接於第一架體48之第二架體50，齒輪固定架46以第一架體48連接馬達30之定子34，使齒輪固定架46保持不動；環齒輪52之外周面利用多個銷件54固設於端蓋24之內周面，使環齒輪52能跟著外殼20一起轉動；該等減速齒輪56設於齒輪固定架46之第一、第二架體48、50之間且分別具有一個大齒輪58與一個同軸連接大齒輪58之小齒輪60，各個減速齒輪56以大齒輪58嚙接齒軸42，然後以小齒輪60嚙接環齒輪52，使得各個減速齒輪56一方面相對齒輪固定架46原地自轉以外，另一方面驅動環齒輪52帶動外殼20一起轉動。藉由兩階式的設計，然後進一步搭配不同材質的使用(例如大齒輪58用複合材料，小齒輪60用金屬)，使各個減速齒輪56在傳遞電助力的過程中可以同時達到提升耐用度及降低噪音的效果。

第二心軸62設於外殼20之另一端且允許外殼20能相對其轉動。第二心軸62之一端凸出於外殼20，除了用來跟後叉(圖中未示)作組設固定之外，還會套設一個用來跟大齒盤(圖中未示)作組裝之套筒66。第二心軸62之另一端以緊配合的方式組設於齒輪固定架46，使第二心軸62保持不動。

定位單元70具有一個軸承保持架72、一個軸承74及一個扣件76。如圖3及圖4所示，軸承保持架72固設於端蓋24朝齒輪固定架46之一側面；軸承74設於軸承保持架72與第二心軸62之間且緊鄰於齒輪固定架46之一側面；扣件嵌設於第二心軸62之外周面的一個環槽64且抵靠於軸承74。

由上述可知，本創作之後輪動力輸出機構10在第二心軸62受到軸向力作用時會透過扣件76撞到軸承74，然後再讓軸承74撞到齒輪固定架46，進而對第二心軸62提供擋止效果，如此即可在不增加第二心軸62之長度的情況下有效防止第二心軸62產生軸向移動。

10:後輪動力輸出機構 20:外殼 22:殼體 24:端蓋 26:容置空間 30:馬達 32:轉子 34:定子 36:第一心軸 40:減速單元 42:齒軸 44:平鍵 46:齒輪固定架 48:第一架體 50:第二架體 52:環齒輪 54:銷件 56:減速齒輪 58:大齒輪 60:小齒輪 62:第二心軸 64:環槽 66:套筒 70:定位單元 72:軸承保持架 74:軸承 76:扣件

圖1為本創作之後輪動力輸出機構的立體圖。 圖2為本創作之後輪動力輸出機構的局部立體分解圖。 圖3為本創作之後輪動力輸出機構的剖視圖。 圖4為圖3當中A部分的放大圖。

22:殼體

24:端蓋

30:馬達

32:轉子

34:定子

36:第一心軸

42:齒軸

44:平鍵

46:齒輪固定架

48:第一架體

50:第二架體

52:環齒輪

54:銷件

58:大齒輪

60:小齒輪

62:第二心軸

66:套筒

70:定位單元

72:軸承保持架

74:軸承

76:扣件

Claims (4)

1. 一種用於電助力自行車之後輪動力輸出機構，包含有: 一外殼； 一馬達，設於該外殼內且具有一定子與一可相對該定子轉動之轉子； 一第一心軸，設於該外殼之一端且允許該外殼相對其轉動，該第一心軸以其一端固接該馬達之定子； 一減速單元，設於該外殼內且具有一齒軸、一齒輪固定架、多個減速齒輪及一環齒輪，該齒軸固接該馬達之轉子，該齒輪固定架連接該馬達之定子，該等減速齒輪設於該齒輪固定架且嚙接該齒軸，該環齒輪固設於該外殼且嚙接該等減速齒輪； 一第二心軸，設於該外殼之另一端且允許該外殼能相對其轉動，該第二心軸以其一端固接於該齒輪固定架；以及 一定位單元，具有一軸承保持架、一軸承及一扣件，該軸承保持架固設於該外殼，該軸承設於該軸承保持架與該第二心軸之間且緊鄰於該齒輪固定架之一側，該扣件設於該第二心軸之外周面且抵靠於該軸承。
2. 如請求項1所述之用於電助力自行車之後輪動力輸出機構，其中，該心軸之外周面具有一環槽，該環槽內設有該扣件。
3. 如請求項1所述之用於電助力自行車之後輪動力輸出機構，其中，該外殼具有一殼體與一端蓋，該殼體被該第一心軸所穿設，該端蓋設於該殼體之一端開口且被該第二心軸所穿設；該環齒輪與該軸承保持架皆固設於該端蓋。
4. 如請求項1所述之用於電助力自行車之後輪動力輸出機構，其中，各該減速齒輪具有一大齒輪與一同軸連接該大齒輪之小齒輪，該等大齒輪嚙接該齒軸，該等小齒輪嚙接該環齒輪。

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