專利名稱：電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置，其中一電機(jī)設(shè)置在一車輪的輪轂內(nèi)。
一日本專利申請公開特許公報(bào)號平-9-39872公開了一種普通的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置，其中的電機(jī)設(shè)置在輪軸的附近。在該公報(bào)中描述的電機(jī)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)中，一電機(jī)和一行星齒輪變速器在車輛的寬度方向上并排地設(shè)置并同軸支撐在固定到車輛本體框架上的一輪軸上，以便電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動速度由行星齒輪變速器降低，并被傳遞到輪轂。輪轂的形狀使其覆蓋行星變速機(jī)構(gòu)并被支撐在輪軸上轉(zhuǎn)動。
電機(jī)具有一固定到車輛本體框架上的殼體和一向行星齒輪變速器伸出的輸出軸，它作成管形，以便輪軸從中通過。
行星齒輪變速器包括以順序布置的兩個行星齒輪變速器，它們在車輛的寬度方向上并排設(shè)置。也就是說，在其結(jié)構(gòu)中，當(dāng)位于電機(jī)側(cè)的行星齒輪機(jī)構(gòu)的中心齒輪與電機(jī)的輸出軸一同轉(zhuǎn)動時，中心齒輪的轉(zhuǎn)動以一降低了的速度被傳遞給另一行星齒輪機(jī)構(gòu)的外部圓周齒輪。輪轂被連接到該外部圓周齒輪上以便由電機(jī)的動力帶動旋轉(zhuǎn)。
然而，在普通的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置中存在的問題是，當(dāng)電機(jī)和行星齒輪機(jī)構(gòu)圍繞一單獨(dú)輪軸設(shè)置時，整個電機(jī)驅(qū)動裝置的外徑增加，并且其重量也增加了。
這是因?yàn)殡姍C(jī)的轉(zhuǎn)子、輸出軸和行星齒輪變速器的中心齒輪必須具有一允許輪軸通過的直徑，即一個對于電機(jī)輸出而言很大的直徑，并且因此電機(jī)定子、行星齒輪變速器的行星齒輪及外部圓周齒輪的直徑也相應(yīng)地增加。
另一問題是，嚙合部分產(chǎn)生很大的噪音，因?yàn)楫?dāng)兩個行星齒輪變速器并排設(shè)置以提供兩級齒輪減速時，行星變速器具有很多嚙合部件。
本發(fā)明的目的是通過降低設(shè)置在輪轂側(cè)的電機(jī)之電機(jī)驅(qū)動裝置的尺寸規(guī)格、重量和噪音水平，以解決上述存在的問題。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，在本發(fā)明的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置中，電機(jī)在車輛的寬度方向上設(shè)置在輪轂內(nèi)的一端上；一行星變速器設(shè)置在另一端上，以便將電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動從一中心部件經(jīng)一行星部件和一外部圓周部件傳遞至所述輪轂；輪軸的結(jié)構(gòu)包括由一用于電機(jī)的電機(jī)殼體和一用于支撐行星變速器的行星部件的支撐件相互連接所構(gòu)成的一組合裝置。
根據(jù)本發(fā)明，由于可以支撐電機(jī)、行星變速器和輪轂，而不需要采用一在車輛的寬度方向上貫通電機(jī)和行星變速器的單一軸，因此位于電機(jī)和行星變速器的軸向部分內(nèi)的部件之尺寸，在不損失支撐剛度的前提下足夠用來傳遞電機(jī)的動力輸出就可以了。
另一優(yōu)點(diǎn)是，由于從電機(jī)轉(zhuǎn)子接受轉(zhuǎn)動的行星變速器的中心部件可以小直徑制成，因此，可以在不增加其外部尺寸的情況下提供一行星變速器的高減速比率。其結(jié)果是，其中的電機(jī)可以采用一種小扭矩、高轉(zhuǎn)速型即一種小尺寸的電機(jī)。
本發(fā)明還有一個優(yōu)點(diǎn)是，由于構(gòu)成輪軸之一部分的電機(jī)殼體的形狀可以制成使其強(qiáng)度增加，所以電機(jī)殼體可以由例如鋁合金制成，并且輪軸可以在不降低其剛度的情況下降低其重量。
權(quán)利要求2所述的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置是以上述的本發(fā)明的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置為基礎(chǔ)，其中電機(jī)是一無刷直流電機(jī)，其轉(zhuǎn)子位于其定子的軸向中心內(nèi)，其定子被固定到電機(jī)殼體的內(nèi)部圓周表面上，轉(zhuǎn)子被支撐在電機(jī)殼體上轉(zhuǎn)動。
根據(jù)本發(fā)明，與輪軸穿過電機(jī)的軸向部分的結(jié)構(gòu)相比，電機(jī)的直徑和重量可以被降低。因此，不僅可以以小直徑制成電機(jī)殼體，而且還能夠降低電機(jī)殼體壁的厚度，因?yàn)橹无D(zhuǎn)子所需的強(qiáng)度變小了。
權(quán)利要求3所述的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置是以權(quán)利要求1的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置為基礎(chǔ)，其中行星變速器包括在車輛的寬度方向上并排配置的一行星滾輪變速器和一行星齒輪變速器，行星滾輪變速器的中心滾輪與電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連，用于支撐行星滾輪的支撐件被連接到行星齒輪變速器的中心齒輪上，行星滾輪變速器的外部圓周環(huán)和用于支撐行星齒輪變速器之行星齒輪的支撐件被固定到電機(jī)殼體上，并且行星齒輪變速器的外部圓周齒輪與輪轂相連。
根據(jù)本發(fā)明，電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由行星滾輪變速器減速并被傳遞給行星齒輪變速器，而后至輪轂。由于行星滾輪變速器由摩擦傳遞轉(zhuǎn)動，其所產(chǎn)生的噪音較小，因此，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子的高速轉(zhuǎn)動被降低時，其所產(chǎn)生的噪音被降低。而且，由于傳遞給行星齒輪變速器的轉(zhuǎn)動已經(jīng)被行星滾輪變速器減速，因此，雖然行星齒輪變速器中的齒輪嚙合會產(chǎn)生噪音，但行星齒輪變速器所產(chǎn)生的噪音還是顯著降低了。
權(quán)利要求4所述的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置是以權(quán)利要求1的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置為基礎(chǔ)，其中一用于與車輛本體框架相接合的凸出的止動器設(shè)置在電機(jī)殼體的一端上，該端位于所述的車輛本體框架側(cè)端上；一支撐輪轂的軸承的安裝位置在該止動器的徑向外側(cè)；一用于電機(jī)的配線從中穿過的配線孔位于電機(jī)殼體內(nèi)，其位置在該軸承的徑向內(nèi)側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明，由于在電機(jī)殼體上提供用于傳送電機(jī)和行星變速器的反作用力至車輛本體框架的止動器所產(chǎn)生的空位沒有在其它方面被使用，也就是徑向上位于輪轂支撐軸承內(nèi)的空位可以用來鉆孔，以利于配線從中穿過。
第一實(shí)施例下面將參照附圖1至5詳細(xì)描述本發(fā)明的電動自行車之電機(jī)驅(qū)動裝置的一個實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明的電動自行車之電機(jī)驅(qū)動裝置的一剖視圖。圖2示出了該電機(jī)驅(qū)動裝置之電機(jī)的側(cè)端側(cè)視圖。圖3是沿圖1所示的行星滾輪變速器的剖示線III-III所作的一剖視圖。圖4是沿圖1所示的行星齒輪變速器的剖示線IV-IV所作的一剖視圖。圖5是電容器安裝在其上的一基板的視圖，是沿圖1中的剖示線V-V看到的。
在附圖中，本實(shí)施例的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置以參考數(shù)字1來表示。電機(jī)驅(qū)動裝置1位于前輪的軸向部分內(nèi)，并連接到圖1中以參考數(shù)字2表示的前叉上。在電機(jī)驅(qū)動裝置1的結(jié)構(gòu)中，一無刷直流dc電機(jī)3和一行星變速器4在自行車的寬度方向上并排布置，一同被包圍在一轉(zhuǎn)動輪轂5內(nèi)。這里，安裝有電機(jī)驅(qū)動裝置1的自行車是已知的普通形式的自行車，當(dāng)踏板(未示出)被踏下時，通過鏈條或類似物帶動其后輪轉(zhuǎn)動。
電機(jī)3包括一電機(jī)殼體6，一連接到電機(jī)殼體6的內(nèi)圓周表面上的定子7，一經(jīng)軸承8支撐在電機(jī)殼體6的軸向部分內(nèi)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子9，和一位于電機(jī)殼體的部分內(nèi)與輸出端相反側(cè)的電機(jī)控制器10。
電機(jī)殼體6包括一位于圖1的右側(cè)的帶底部的管形殼本體11，一覆蓋殼本體11的開口端的蓋部件12，和一用一固定螺栓13在蓋部件12的軸向部分內(nèi)固定到其外端面上的連接件14。該連接件14包括一固定到蓋部件12上的盤件15和一在盤15的軸向部分內(nèi)固定的螺栓16。另外，殼本體11和蓋部件12是由一種具有高的熱傳導(dǎo)率的材料，如鋁合金制成的，以利于散掉定子7和電機(jī)控制器10產(chǎn)生的熱量，而連接件14的螺栓16和盤件15則是由鋼材料制成，以便采用較小的尺寸就能獲得高的強(qiáng)度。
蓋部件12在其軸向部分具有一與其形成一體的管件12a，該管件12a朝向電機(jī)的內(nèi)部延伸。電機(jī)控制器10的兩個基板17、18固定到管件12a上，兩者在車輛寬度方向上間隔配置。一與盤件15制成一體的管件15a被安裝到管件12a的內(nèi)圓周表面上。以此方式，將管15a安裝到管12a的內(nèi)圓周表面上增加了蓋部件12與盤15之間的接觸面積，進(jìn)而使蓋部件12的熱量能夠很容易地傳遞給盤件15。
對于基板17、18，位于圖1的右邊的基板17上安裝有一霍爾(Hall)元件19，該元件19用于檢測一位于一檢測板9b之遠(yuǎn)端的磁鐵9c，該檢測板9b的位置與轉(zhuǎn)子9的一磁極9a相對應(yīng)，還安裝有用于避免切換噪音的電容器20，一IC21及其它的電子元件。另一基板18上安裝有一電機(jī)3之電子整流機(jī)構(gòu)的切換元件22(FET)。
圖5中所示的電容器20有多個，并且具有相同的電容值，被并排地間隔配置。應(yīng)用多個電容器20可以使得采用小尺寸的電容器，與僅使用一個單獨(dú)電容器的裝置相比較，降低了電機(jī)3的軸向(車輛寬度)尺寸。
裝配狀態(tài)下的切換元件22借助于螺釘23與蓋部件12緊密接觸，以便熱量被傳遞到蓋部件12上。這樣的結(jié)構(gòu)使得電機(jī)3運(yùn)行時所產(chǎn)生的熱量通過電機(jī)殼體6而散掉冷卻。
連接件14的盤15(在車體框架側(cè)的電機(jī)殼體6的一端處)設(shè)有凸出的止動器24，用于防止電機(jī)殼體6被電機(jī)3和行星變速器4的反力作用而旋轉(zhuǎn)。如圖2所示，在盤15上的兩個位置處提供止動器24，以便它們分別與前叉2的前緣和后緣相接合。在盤15的外圓周部分上安裝有一軸承25，即在止動器24的徑向外部，用于在車輛寬度方向上支撐輪轂5的一端，以用于其旋轉(zhuǎn)。
用于穿過電機(jī)3之配線的一孔26位于盤件15的一部分內(nèi)，其徑向位置在軸承25的內(nèi)側(cè)，并與前叉2的下端相反對置，如側(cè)視圖2所示。配線孔26設(shè)有一由橡膠制成的支持部件28，其上具有圓孔27，用于電機(jī)配線(未示出)從中穿過。在這樣一結(jié)構(gòu)中，電機(jī)控制器10的位置與電機(jī)3的輸出側(cè)相反對置，配線從電機(jī)3的側(cè)端引出前叉2，使得配線在輪轂5內(nèi)沒有在車輛寬度方向上從一端延伸到另一端，這樣配線就不與輪轂內(nèi)的其它部件相干擾，因此，電機(jī)殼體6的尺寸可以做得較小。
如上所述，由于電機(jī)控制器10位于電機(jī)殼體6內(nèi)，與電機(jī)3相連的配線僅包括相對較粗的兩個動力供給電纜和相對較細(xì)的多個控制線。因此安裝在配線孔26內(nèi)的支持部件28具有對應(yīng)于電纜和控制線直徑和數(shù)量的圓孔27。
另外，如果采用電機(jī)控制器10布置在電機(jī)3外部的結(jié)構(gòu)形式，則需要提供的電機(jī)3和控制器10之間的粗的動力供給電纜的數(shù)量就要等于電機(jī)3的相數(shù)。也就是說，采用該實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)僅使用兩個從電機(jī)3引出的粗的動力供給電纜，因而，與電機(jī)控制器10布置在外部的情形相比，電纜通過的面積及電機(jī)的配線可以更便利。除了上述的優(yōu)點(diǎn)之外，不必在指令電機(jī)控制器10之向電機(jī)3輸出的主控制裝置(未示出)的側(cè)面上提供一用于分配動力至電機(jī)之每一相的電路，因此，主控制裝置可以作做得小一些。
在此實(shí)施例中，行星變速器4包括一行星滾輪變速器31和一行星齒輪變速器32，這些變速器以串聯(lián)順序相連，以形成一動力傳送鏈，這樣形成的變速級為兩級。在下面的段落中將描述將行星滾輪變速器31設(shè)置在動力傳送鏈的上游端的原因。
原因是，當(dāng)電機(jī)3的高速轉(zhuǎn)動由于利用摩擦傳送轉(zhuǎn)動而降低時，行星滾輪變速器31可以降低所產(chǎn)生的噪音，因而使其所產(chǎn)生的噪音很低。另一原因是通過將其設(shè)置在扭矩相對較小的部分動力傳送鏈內(nèi)，消除了行星滾輪變速器僅能傳送一小扭矩的缺點(diǎn)。
將行星齒輪變速器32設(shè)置在動力傳送鏈的下游端的原因是，由于轉(zhuǎn)子9的轉(zhuǎn)速在被傳遞到行星齒輪變速器32之前已由行星滾輪變速器31降低，因而可以避免其噪音相對較大的缺點(diǎn)。而且，行星齒輪變速器32與行星滾輪變速器31相比，對于小的軸向?qū)挾?，可以傳送一相對較大的扭矩，所以更易于使電機(jī)驅(qū)動裝置1的尺寸做得更小。也就是，如果使用一行星滾輪變速器代替行星齒輪變速器32，則滾輪滾動表面(軸向)寬度必須大于行星齒輪變速器32的相應(yīng)的寬度，因?yàn)橐獋魉鸵惠^大的扭矩。這勢必導(dǎo)致不希望出現(xiàn)的電機(jī)驅(qū)動裝置1的尺寸增加。
行星滾輪變速器31的結(jié)構(gòu)如圖3所示，一中心滾輪33通過鋸齒連接與電機(jī)3的轉(zhuǎn)子9相連，四個行星滾輪34與中心滾輪33滾動接觸，一支撐件35用于支撐行星滾輪34，使其實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，還有一外部圓周環(huán)件36與行星滾輪34滾動接觸。
如圖1所示的支撐件35在其軸向部分具有一與其形成一體的行星齒輪變速器32的中心齒輪37。外部圓周環(huán)36利用緊固螺栓39通過一墊片(間隔件)38固定到電機(jī)殼體6的殼本體11的外部圓周部分上。而且，緊固螺栓39還將行星齒輪變速器32的一行星齒輪支撐件40固定到殼本體11上，下面還將描述該支撐件40。
如圖4所示，行星齒輪變速器32包括形成在行星滾輪變速器31的支撐件35上的中心齒輪37，三個與中心齒輪37相嚙合的行星齒輪41，用于支撐行星齒輪41使其實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動的支撐件40，和一與行星齒輪41相嚙合的外部圓周齒輪42。
支撐件40包括一環(huán)形板40a，其位置距行星滾輪變速器31的距離近于行星齒輪41，一支撐件本體40c，通過行星齒輪支撐軸40b和一與支撐件本體40c形成一體的螺栓40d連接到環(huán)形板40a上。支撐件40的對著行星滾輪變速器31的側(cè)端，即環(huán)形板40a的外部圓周部分借助于螺栓39被固定到電機(jī)殼體6的殼本體11上，而在另一端的螺栓40d被固定到前叉2的一分支的端架2a上。
外部圓周齒輪42構(gòu)成了一單向離合器43的內(nèi)環(huán)，如圖1所示，并通過一單向離合器43連接到輪轂5上。單向離合器43的外環(huán)43a用緊固螺栓44固定到輪轂5上，并僅從外部圓周齒輪42傳送動力至輪轂5。
此實(shí)施例的具有上述結(jié)構(gòu)的行星齒輪變速器32和行星滾輪變速器31可用適于行星滾輪變速器31的油脂(用于牽引驅(qū)動的油脂)來潤滑。
由于行星滾輪變速器31利用摩擦來傳遞扭矩，因此如果使用用于齒輪傳送的油脂來潤滑，則扭矩傳遞性能就不好。為此，當(dāng)行星滾輪變速器和行星齒輪變速器以常規(guī)的布置方式設(shè)置在一殼體內(nèi)時，要在兩變速器之間提供一間隔壁和一油密封結(jié)構(gòu)，并且分別用特定種類的油脂來潤滑它們。但是，在此實(shí)施例中，用于潤滑行星滾輪變速器31的油脂也用于潤滑行星齒輪變速器32，因此，間隔壁和油密封都不需要。由此，通過省略間隔壁和油密封，可以降低電機(jī)驅(qū)動裝置1的尺寸。
該實(shí)施例中的輪轂5包括一帶底部的管形轂本體52，其外部圓周部分具有凸緣51，用于與輪輻(未示出)相連，還包括一螺紋連接到轂本體52的開口端上的蓋部件53。轂本體52的軸向部分借助于軸承25支撐，以在電機(jī)殼體6的盤件15上轉(zhuǎn)動。一形成在蓋部件53的軸向部分的凸臺53a借助于一軸承54支撐，以在行星齒輪變速器32的螺栓40d上轉(zhuǎn)動。單向離合器43的外環(huán)43a被固定在蓋部件53上，以便從行星齒輪變速器32傳遞動力。另外，適當(dāng)?shù)剡x擇轂本體52和蓋部件53之間的螺紋連接的旋轉(zhuǎn)方向即右旋螺紋或左旋螺紋連接方向，以便當(dāng)動力從行星齒輪變速器32至蓋部件53傳遞時，螺紋連接被緊固。
以上述方式形成的輪轂5可以被分成具有用于連接輪輻的凸緣51的轂本體52和蓋部件53，可以使其自由地選擇通過輪輻將一輪緣(未示出)連接到輪轂5上的順序，和裝配電機(jī)3和行星變速器4至輪轂5的順序。而且，在維護(hù)期間，不拆動輪輻，就可以將電機(jī)3和行星變速器4從前輪上拆掉。
電機(jī)3和行星變速器4的裝配要完成將其裝配到輪轂5的蓋部件53上。也就是說，首先單向離合器43被連接到蓋部件53上，而后一包含電機(jī)3和行星變速器4的組件被連接到蓋部件53上，以便行星齒輪變速器32的行星齒輪41與單向離合器43的內(nèi)環(huán)(外圓周齒輪42)相嚙合，行星齒輪變速器32的螺栓40d在蓋部件53端側(cè)裝入軸承54內(nèi)。以此方式，在輪轂5內(nèi)將所有的部件連接到蓋部件53上之后，將電機(jī)3插入轂本體52的開口內(nèi)，以便將電機(jī)殼體6的盤件15在轂本體52端側(cè)裝入軸承25內(nèi)，將蓋部件53螺紋連接在轂本體52上。在蓋部件53螺紋連接在轂本體52上之后，電機(jī)驅(qū)動裝置1的裝配工作即告完成。
當(dāng)電機(jī)殼體6的螺栓16和行星齒輪變速器32的支撐件40的螺栓40d分別被固定到前叉2的端架2a上之后，這樣裝配完成的電機(jī)驅(qū)動裝置1就可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動了。如果在人工動力驅(qū)動鏈的中部提供人工動力檢測裝置，根據(jù)一主控制裝置，與人工動力大小成比例地增加或降低電機(jī)3的動力輸出，則可以同時利用電機(jī)3和人工動力來驅(qū)動車輛。當(dāng)電機(jī)3的動力的控制獨(dú)立于人工動力時，可以僅用電機(jī)3的動力來運(yùn)行該車輛。
當(dāng)車輛利用電機(jī)動力行駛時，電機(jī)3的轉(zhuǎn)子9的轉(zhuǎn)動通過動力傳送鏈被降低，該動力傳送鏈按順序包含有行星滾輪變速器31的中心滾輪33，行星滾輪34和支撐件35，并將動力傳送到行星齒輪變速器32的中心齒輪37。通過按順序包含有中心齒輪37，行星齒輪41和(單向離合器43)外部圓周齒輪42并傳遞到輪轂5的動力傳送鏈，該轉(zhuǎn)動被進(jìn)一步降低。
在以上述方式構(gòu)成的電機(jī)驅(qū)動裝置1中，電機(jī)3、行星變速器4和輪轂5在前叉2上的支撐作用由一裝置來實(shí)現(xiàn)，該裝置通過將電機(jī)殼體6、行星滾輪變速器31的外環(huán)36和行星齒輪變速器32的支撐件40組合在一起而構(gòu)成。換言之，在電機(jī)驅(qū)動裝置1內(nèi)，上述的裝置構(gòu)成了輪軸。
由于電機(jī)驅(qū)動裝置可以支撐電機(jī)3、行星變速器4和輪轂5，而不必采用一在車輛的寬度方向上貫穿電機(jī)3和行星變速器4的單一軸，因此位于電機(jī)3和行星變速器4的軸向部分內(nèi)的部件(轉(zhuǎn)子9，中心滾輪33和中心齒輪37)就可以設(shè)置得其尺寸是傳遞電機(jī)3的動力輸出所必需的和足夠的。所以，電機(jī)驅(qū)動裝置1可以制成具有較小的徑向尺寸。
由于從電機(jī)3的轉(zhuǎn)子9進(jìn)行轉(zhuǎn)動傳遞的中心滾輪33和中心齒輪37可以制成具有較小的直徑，因而可以增加行星滾輪變速器31和行星齒輪變速器32的速度降低比率。因此，一種高速的小扭矩型的電機(jī)即一種小尺寸電機(jī)可以作為電機(jī)3使用。
而且，在該實(shí)施例中，構(gòu)成輪軸之一部分的電機(jī)殼體6的殼本體11和蓋部件12可以做成使其具有高強(qiáng)度的形狀。所以，殼本體11和蓋部件12可由鋁材料制成，以在不損失輪軸的剛度的情況下降低其重量。
第二實(shí)施例本發(fā)明的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置可采用一種設(shè)置在后輪的軸向部分內(nèi)的結(jié)構(gòu)。下面將參照圖6詳細(xì)描述這樣一實(shí)施例。
圖6是這樣一實(shí)施例的剖視圖。在圖6中，與那些參照圖1至4描述過的部件相同或相當(dāng)?shù)牟考哂邢嗤蛳喈?dāng)?shù)膮⒖紨?shù)字標(biāo)號，因而也不再贅述。
圖6所示的電機(jī)驅(qū)動裝置61的結(jié)構(gòu)是在第一實(shí)施例中的前輪電機(jī)驅(qū)動裝置的基礎(chǔ)上作局部修改得到的。下面將描述所作的兩點(diǎn)修改。
修改的第一點(diǎn)涉及裝置連接到車輛本體框架62上的裝置之一部分。也就是，由于用于支撐自行車后輪的兩端架63之間的距離要大于前叉2的端架2a之間的距離，因此電機(jī)殼體6的連接件14的螺栓16和行星齒輪變速器32的支撐體40的螺栓40d要比用于前輪的那些做得更長、更粗，以便能夠被固定到車輛本體框架62的端架63上。用于傳遞電機(jī)3的反作用力的止動器24與一固定到電機(jī)殼體6之盤件15上的軸部件64制成一體，以便在圖6中的左邊與端架63相接合。
修改的第二點(diǎn)涉及輪轂5的蓋部件53。即，用于安裝軸承54的蓋部件53的凸臺53a做得比用于前輪的更長，以便踏板壓下的力(人工動力)可以被傳送到輪轂5，并且一自由輪(free wheel)65連接到凸臺53a的外部圓周部分上。自由輪65具有一單向離合器66和一用于給一鏈67規(guī)定路線的后鏈輪68。單向離合器66的結(jié)構(gòu)使得動力僅從后鏈輪68被傳送到蓋部件53。鏈67的規(guī)定路線將后鏈輪68和位于踏板曲軸那側(cè)的一前鏈輪(未示出)之間連接起來。
具有上述結(jié)構(gòu)的電機(jī)驅(qū)動裝置61可以達(dá)到與第一實(shí)施例相同的效果。
通過簡單地替換電機(jī)驅(qū)動裝置1的連接件14、螺栓40d和輪轂5的蓋部件53，就可以將用于前輪的電機(jī)驅(qū)動裝置1修改成用于后輪的電機(jī)驅(qū)動裝置61。因此，幾乎所有的其它部件即可以用于前輪也可以用于后輪。所以，可以制造分別用于前輪和后輪的兩種類型的電機(jī)驅(qū)動裝置，同時還可降低成本。
雖然上述實(shí)施例中的行星變速器4包括行星滾輪變速器31和行星齒輪變速器32，但行星變速器4還可以僅由行星滾輪變速器31來構(gòu)成。在此情形下，行星滾輪變速器31的支撐件35被固定到電機(jī)殼體6上，并且外部圓周環(huán)36通過單向離合器42連接到輪轂5上。
本發(fā)明的效果以上所述的本發(fā)明的電機(jī)、行星變速器和輪轂的支撐不需要使用一在車輛寬度方向上延伸穿過電機(jī)和行星變速器的單一軸，因此，位于電機(jī)和行星變速器的軸向部分內(nèi)的部件的尺寸只要滿足傳送電機(jī)輸出所必需和足夠用來傳送電機(jī)輸出的要求就可以了。
所以，可以提供出其內(nèi)的電機(jī)和行星變速器都制成小尺寸的一電機(jī)驅(qū)動裝置和一重量輕的電動自行車。
由于可以降低從電機(jī)的轉(zhuǎn)子傳送轉(zhuǎn)動的行星變速器之中心部件的直徑，因此，可以在不增加外部形廓的前提下，選擇一用于行星變速器的大的速度降低比率。其結(jié)果是可以使用一高速小扭矩類型的電機(jī)即一小尺寸的電機(jī)。這還有助于降低電機(jī)驅(qū)動裝置的尺寸。
由于構(gòu)成輪軸的一部分的電機(jī)殼體的形狀可以制成具有高強(qiáng)度，因此電機(jī)殼體可以由例如鋁合金制成。如此制成的結(jié)構(gòu)在不損失輪軸剛度的情況下降低了輪軸的重量。這還有助于降低電機(jī)驅(qū)動裝置的重量。
在權(quán)利要求2所述的本發(fā)明中，與輪軸穿過電機(jī)的軸向部分的結(jié)構(gòu)相比，電機(jī)轉(zhuǎn)子可以制成具有較小的直徑和重量。
其結(jié)果是，不僅可以制成小直徑的電機(jī)殼體，而且用于支撐轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度也可以降低。由此，電機(jī)殼體的壁厚可以降低，而且電機(jī)驅(qū)動裝置的尺寸和重量還可以進(jìn)一步降低。
在權(quán)利要求3所述的本發(fā)明中，通過行星滾輪變速器傳送到行星齒輪變速器而后至輪轂，以使電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動速度降低。由于行星滾輪變速器通過摩擦來傳遞轉(zhuǎn)動，故產(chǎn)生較低的噪音，因此當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子的高速轉(zhuǎn)動被降低時，所產(chǎn)生的噪音降低。而且，由于傳遞到行星齒輪變速器的轉(zhuǎn)動已經(jīng)被行星滾輪減速，所以雖然行星齒輪變速器中齒輪嚙合會產(chǎn)生噪音，但行星齒輪變速器所產(chǎn)生的噪音還是很小的。
所以，可以提供一種具有低噪音的電動自行車之電機(jī)驅(qū)動裝置。
在權(quán)利要求4所述的本發(fā)明中，由于在電機(jī)殼體上提供用于傳送電機(jī)和行星變速器的反作用力至車輛本體框架的止動器所產(chǎn)生的空位沒有在其它方面被使用，也就是徑向上位于輪轂支撐軸承內(nèi)的空位可以用來鉆孔，以利于配線從中穿過。
因此，可以將相對粗的用于電機(jī)動力供給的電纜和相對細(xì)的用于電機(jī)控制的大量配線穿過電機(jī)殼體。


圖1是本發(fā)明的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置的一剖視圖。
圖2是示出了該電機(jī)驅(qū)動裝置之電機(jī)的側(cè)端側(cè)視圖。
圖3是沿圖1所示的行星滾輪變速器的剖示線III-III所作的一剖視圖。
圖4是沿圖1所示的行星齒輪變速器的剖示線IV-IV所作的一剖視圖。
圖5是電容器安裝在其上的一基板的視圖，其是沿圖1中剖示線V-V看到的。
圖6是另一實(shí)施例的一剖視圖。
數(shù)字標(biāo)號的說明1，61電機(jī)驅(qū)動裝置 2前叉3電機(jī)4行星變速器5輪轂 6電機(jī)殼體7定子9轉(zhuǎn)子24止動器25軸承 26配線孔 31行星滾輪變速器 32行星齒輪變速器33中心滾輪 35行星滾輪的支撐件 36外部圓周環(huán)37中心齒輪 40行星齒輪的支撐件 42外部圓周齒輪62車輛本體框架
權(quán)利要求
1.一種電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置，該裝置具有一電機(jī)和一設(shè)置在輪轂內(nèi)部的行星變速器，該輪轂被支撐在與一車輪的輪軸相同的軸線上轉(zhuǎn)動，其特征在于電機(jī)在車輛的寬度方向上被設(shè)置在所述輪轂內(nèi)的一端上，一行星變速器被設(shè)置在另一端上，用于將電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動從一中心部件經(jīng)一行星部件和一外部圓周部件傳遞至所述輪轂；輪軸的結(jié)構(gòu)包括由一用于電機(jī)的電機(jī)殼體和一用于支撐行星變速器的行星部件的支撐件相互連接所構(gòu)成的一組合裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于所述電機(jī)是一無刷直流dc電機(jī)，其轉(zhuǎn)子位于其定子的軸向中心內(nèi)；所述定子被固定到電機(jī)殼體的內(nèi)部圓周表面上；轉(zhuǎn)子被支撐在電機(jī)殼體上轉(zhuǎn)動。
3.如權(quán)利要求1所述的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于所述行星變速器包括在車輛的寬度方向上并排配置的一行星滾輪變速器和一行星齒輪變速器；行星滾輪變速器的中心滾輪與電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連，用于支撐行星滾輪的支撐件被連接到行星齒輪變速器的中心齒輪上；行星滾輪變速器的外部圓周環(huán)和用于支撐行星齒輪變速器之行星齒輪的支撐件被固定到電機(jī)殼體上；并且行星齒輪變速器的外部圓周齒輪與所述輪轂相連。
4.如權(quán)利要求1所述的電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于一用于與車輛本體框架相接合的凸出的止動器設(shè)置在電機(jī)殼體的一端上，該端位于所述車輛本體框架側(cè)端上；一支撐所述輪轂的軸承的安裝位置在所述止動器的徑向外側(cè)；一用于電機(jī)的配線從中穿過的配線孔位于電機(jī)殼體內(nèi)，其位置在所述軸承的徑向內(nèi)側(cè)。
全文摘要
為了降低設(shè)置在輪轂側(cè)上的電機(jī)驅(qū)動裝置之尺寸和重量,本發(fā)明提供了一種電動自行車的電機(jī)驅(qū)動裝置。其結(jié)構(gòu)為:一電機(jī)3在車輛的寬度方向上設(shè)置在輪轂5的一端上。一行星變速器4設(shè)置在另一端側(cè),用于將電機(jī)3的轉(zhuǎn)子9的轉(zhuǎn)動經(jīng)行星部件和一外部圓周部件從一中心部件傳遞到輪轂5。一輪軸的結(jié)構(gòu)中包括由一電機(jī)殼體6和一行星變速器4的支撐件40組成的組件。
文檔編號B62M11/16GK1245128SQ99117980
公開日2000年2月23日 申請日期1999年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月18日
發(fā)明者中之薗晴彥 申請人:雅馬哈發(fā)動機(jī)株式會社