电动辅助转轮机构制造技术

本发明专利技术公开一种电动辅助转轮机构，其包括转轮、转轴、及辅助马达，其中，转轴旋转设置于架体，且分别设置具有受力件的两个曲柄于两端，以借由受力件所接收的动力提供旋转动力而驱动该转轮旋转，而辅助马达设置于该转轴两端的该两个曲柄间，且具有与转轴的轴心同轴或与转轴的轴心平行的电磁场，以令辅助马达的输出动力与转轴提供的旋转动力结合而同步驱动转轮旋转。

【技术实现步骤摘要】

本案涉及一种电动辅助转轮机构，尤其是涉及一种轴向磁通式的电动辅助转轮机构。
技术介绍
一般常见的电动自行车，多是将辅助马达装设于前轮或后轮的轮毂轴，另外也有将辅助马达装设于车架中间，也就是装设于踏板的曲柄轴。将辅助马达装设车架中间者即通称为中置马达电动自行车，由于中置马达的电动自行车可将辅助马达的输出动力传递到位在曲柄轴上的链轮，所以相较于将辅助马达设置于前轮或后论的电动自行车而言，更能直接、贴切地配合使用者的出力状况。现有的中置马达电动自行车，如美国第6296072号专利、中国台湾第1308892号专利、中国台湾第1265896·号专利、中国台湾第1264399号专利、中国台湾第1296596号专利所示，皆是使用径向磁通式的电机设计来制作辅助马达，而径向磁通式的电机设计即指辅助马达产生的电磁场垂直于转轴的轴心。前揭相关专利案的缺点在于体积与扭力无法同时兼顾，具体来说，当所需的扭力输出较大时，以径向磁通式的电机设计制作的辅助马达会具有较宽的尺寸，而较宽的尺寸即意味着自行车设计者需要预留较大的空间来安装辅助马达，进而不但对自行车的外型设计造成妨碍，也间接地影响到自行车的产品开发；但若为了配合外型设计而将以径向磁通式的电机设计制作的辅助马达的宽度缩小时，辅助马达的扭力输出也会相应地变小，进而让自行车设计者必须要再配备相关的减速齿轮组来放大其扭力输出，而配备额外的减速齿轮组也就意味着自行车整体的成本会提高，且具有较复杂的装配难度。
技术实现思路
有鉴于现有技术的种种缺失，本案主要的目的之一在于提供一种能同时兼顾外型设计与扭力需求的中置马达设计。为了达到上述目的及其它目的，本案提供一种电动辅助转轮机构，其包括架体；转轮，其以转动自如的方式轴接至该架体；转轴，其轴设于架体，且分别设置具有受力件的两个曲柄于两端，以借由该受力件接收的动力提供旋转动力驱动该转轮旋转；以及辅助马达，其设置于该转轴两端的该两个曲柄间，且具有与该转轴的轴心同轴的电磁场，而该辅助马达的输出动力与该转轴提供的旋转动力结合以同步驱动该转轮旋转。其次，本案还提供一种电动辅助转轮机构，其包括架体；转轮，其以转动自如的方式轴接至该架体；转轴，其轴设于架体，且分别设置具有受力件的两个曲柄于两端，以借由该受力件接收的动力提供旋转动力驱动该转轮旋转；以及辅助马达，其设置于该转轴两端的该两个曲柄间，且具有与该转轴的轴心平行的电磁场，而该辅助马达的输出动力与该转轴提供的旋转动力结合以同步驱动该转轮旋转。相较于现有技术，由于本案设计的辅助马达能提供与转轴的轴心同轴或是与转轴的轴心平行的电磁场，也就是以径向磁通式的电机设计来制作辅助马达，所以不但能以较薄的宽度装配于曲柄轴而不会影响整体的外型设计，还能提供足够的扭力输出来配合使用者的出力状况，借此同时顾及了中置马达设计的体积与扭力。附图说明图I为本案提供的电动辅助转轮机构的应用情境图；图2为沿着图I的切线AA所视的剖面示意图；图3为本案提供的辅助马达形成为内转子单一磁通作用面型态的一剖面示意图；图4为沿着图3的切线BB所视的单向棘轮结构示意图； 图5为本案提供的辅助马达形成为内转子单一磁通作用面型态的另一剖面示意图；图6为本案提供的辅助马达形成为内转子双磁通作用面型态的剖面示意图；图7为本案提供的辅助马达形成为外转子单一磁通作用面型态的剖面示意图；图8为本案提供的辅助马达形成为外转子双磁通作用面型态的剖面示意图；以及图9为本案提供的辅助马达形成为具有平行转轴的轴心的电磁场的结构示意图。主要组件符号说明I电动自行车10 架体IOa 转轮11 转轴IlLUlR 曲柄12LU2R 受力件13转轴承座14传动装置承座15、19 链轮15a、19a 链条16 挡板17固定装置18单向棘轮2、2a、2b、2c、2d、2e、2f 辅助马达20、20L、20R 硅钢片21、21L、21R 绕线组22转子座23L、23R 永久磁铁24 壳体25位置感应器26转子轴27 轴承3电池及控制器AA、BB 切线。具体实施例方式以下借由特定的具体实施例说明本案的实施方式，熟悉此技术的人士，可借由本说明书所揭示的内容轻易地了解本案的其它优点与功效。而本案也可借由其它不同的具体实施例加以施行或应用。请先一并参照图I及图2，其中，图I为本案提供的电动辅助转轮机构的应用情境图，图2为本案提供的电动辅助转轮机构的结构剖面图，而图2也为沿着图I的切线AA所视者。如图所示，本案提供的电动辅助转轮机构包括转轮10a、转轴11、及辅助马达2，其中，转轮IOa例示为电动自行车I的后轮，但于本案的其它实施例中，转轮IOa也可为电动自行车I的前轮，或是与转轴11 一体成型者。 转轴11可通过转轴承座13旋转设置于架体10，且分别设置具有受力件12R、12L的两个曲柄I IR、IIL于两端，以借由受力件12R、12L接收的动力提供旋转动力驱动转轮IOa旋转。于本实施例中，转轴11及曲柄IlRUlL构成曲柄轴，而受力件12R、12L即例示为可供踩踏的踏板，且转轴11可通过第一传动装置以及传动装置承座14来提供旋转动力来驱动转轮IOa旋转，而第一传动装置可例示为互相搭配的链轮15及链条15a，且借由传动装置承座14旋转设置于转轴11上，当然第一传动装置也可使用互相搭配的皮带及皮带轮。其次，第一传动装置的外侧可设置有挡板16，以防止使用者误触第一传动装置。辅助马达2设置于转轴11两端的两个曲柄IlRUlL间，且能产生与转轴11的轴心同轴的电磁场，而辅助马达2的输出动力与转轴11提供的旋转动力结合以同步驱动转轮IOa旋转。在本实施例中，辅助马达2可通过固定装置17设置于架体10的侧边，且电连接电池及控制器3以受其驱动，而电池及控制器3可设置于架体10上或是整合于架体10内。一并参照图3以了解辅助马达2的细部结构，如图3所示，辅助马达2a具备旋转配置于辅助马达2a内部中央区域的转子，即转子座22与嵌设其中的永久磁铁23L，且具备位于辅助马达2a内部外侧的定子，即硅钢片20L及缠绕于硅钢片20L外的绕线组21L，而绕线组21L可连结至外部的电池及控制器3。具体来说，转子座22可通过栓槽轴或其它的连结方式连接至传动装置承座14，当然，还可通过键连接或扣环榫(笋)接等方式让转子座22与传动装置承座14的作动力连结。另外，转子座22也可通过轴承27连接壳体24。此外，由图3教示的实施例可知，辅助马达2a为内转子型态，且壳体24是作为定子座，而由于辅助马达2a仅设置有固定于内部左侧的硅钢片20L及绕线组21L，所以可形成单一个磁通作用面。实际实施时，壳体24可为如碳钢的导磁材料所制成，转子(转子座22及永久磁铁23L)与定子(硅钢片20L及绕线组21L)的间隙还可小于O. 5mm以避免过高的磁阻抗。定子及转子上可设置有彼此对应的位置感应器25，而于本实施例中，位置感应器25可为靠近定子侧的霍尔效应传感器及装设于转子座22上的磁铁片。在降低成本的考量下，也可不设置位置感应器25，而利用转子间接被人力带动后绕线组21L所产生的电动势或电压变化信号作为控制。连同图3来参照图4，其中，图4为沿着图3的切线BB所视的剖面示意图。在本实施例中，转轴11可通过单向棘轮18来连结链轮15，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动辅助转轮机构，其包括：架体；转轮，其轴接至该架体；转轴，其轴设于该架体，其两端分别连接具有受力件的两个曲柄，以借由该受力件受力而提供旋转动力驱动该转轮旋转；以及辅助马达，其设置于该转轴两端的该两个曲柄间，且具有与该转轴的轴心同轴的电磁场，其中，该辅助马达的输出动力与该转轴提供的旋转动力结合以同步驱动该转轮旋转。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：古焕隆，阳毅平，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：