专利名称：电力自行车单速减速机构造的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力自行车单速减速机构造，特别是指一种具有高传动效益的电力自行车单速减速机构造。
随着社会进步的脉动，人们对于“衣”、“食”、“住”、“行”等基本生活的品质需求，也愈来愈提升，以“行”来说，除了搭乘公车、或捷运系统陆续完成外，每一家庭中，更是必备有自行车、机车、汽车等交通工具；而自行车是目前最轻便、低消费额，又符合环保需求的交通工具，因此，以自行车做为代步或中途替换的交通工具，甚至用以休闲、健身，已广被人们接受，而蔚成风尚，消费者在使用要求上，除了加强车身的结构安全外，对于骑乘时的舒适性亦愈来愈重视。
如
图1所示，在先申请第86215728号“电力自行车传动机构(二)”实用新型专利申请案，其主要是在一心轴1的罩壳2内，设有人力传动3及电动力传动装置4，使踩踏心轴1的作用力可经由一行星轮托架301、三行星齿轮302、一齿环303、一太阳齿轮304及齿轮套筒101传导至心轴1端侧的前齿盘102，或使马达5的输出功率经由一传动齿轮401、一中间齿轮402、一单向传动轴承403及齿盘套筒101传导至心轴1端侧的前齿盘102，如此，即能借由上述构件的齿速比，在使用者踩踏心轴1旋转一周，即带动前齿盘102旋转数圈，或借由电力自动带动前齿盘102转动，使自行车前进。
本专利申请无须配备太大的前齿盘102，即能提供消费者以最省力、简便电动力或人力踩踏的方式，获得较大的输出功率，而能提升使用上的效益；由于该马达5传递动力至心轴1时，必须透过传动齿轮401、中间齿轮402、单向传动轴承403等构件的递送，除了有构件较多无法缩减体积的困扰外，更在动力传送的过程中，有动力损耗的问题。
本实用新型的目的则是针对上述现有技术存在的问题，提供一种能以最省力、精简的构造，减少动力损耗，缩减整体体积的电力自行车单速减速机构造。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到一种电力自行车单速减速机构造，其主要是在一心轴的罩壳内，设有人力传动及电动力传动装置，使踩踏心轴的作用力可经由一行星轮托架、数行星齿轮、一齿环、一太阳齿轮及齿盘套筒传导至心轴端侧的前齿盘，或使马达的输出功率传导至心轴端侧的前齿盘，其特征在于该齿盘套筒，在末段外周成形有数外棘齿，及套设有一斜面齿环，而该斜面齿环在一面至少固设有二传动棘爪，供与外棘齿相互啮合，在另面设有斜面齿；该马达接续传动轴设有一从动轴，使从动轴端侧的伞齿轮与斜面齿环的斜面齿啮合，而该传动轴及从动轴分别在周面成形有一环齿，供一行星轮托架以中央的齿孔与从动轴的环齿啮合后，同时以枢置的行星齿轮与传动轴周面的环齿啮合，且该行星齿轮周侧环设有一棘齿环，使该棘齿环与行星齿轮啮合，及与棘齿卡合仅能单向转动。因此，只须以马达的传动轴、从动轴直接带动斜面齿环，即能透过传动棘齿带动齿盘套筒及前齿盘转动，达到电力传动的目的，或在人力传动而带动从动轴回旋时，在行星齿轮自棘齿滑脱的情形下，使传动轴形成空置状态而不被旋动。
本实用新型具有如下优点1、本实用新型直接利用马达60驱动电动力传动装置50的斜面齿环52，而没有其它间接传动装置，且在人力传动时，能不驱动马达60的传动轴61，故在整个系统传动的效率上比同类型产品更能减少马达60转矩输出的损失，使骑乘者能以最省力、简便的方式，获得较大的输出功率，并节省马达60的动力负荷，以提升使用效益。
2、本实用新型都收容在一罩壳20内，能省去许多间接传动的构造，使整个传动系统紧密结合在一起，因而，整体的体积大幅缩小，构件简单而不占空间，具有轻量化的优点及隐藏性的特性。
图1是第86215728号“电力自行车传动机构(二)”的剖视图。
图2是本实用新型一较佳实施例装置在自行车的侧视示意图。
图3是本实用新型上述较佳实施例的轴向剖视图。
图4是本实用新型上述较佳实施例中心轴与行星齿轮、齿环的横向剖视图。
图5是本实用新型上述较佳实施例中心轴与太阳齿轮的横向剖视图。
图6是本实用新型上述较佳实施例中马达的横向剖视图。
本实用新型图中的参照号数1心轴101齿盘套筒102前齿盘2罩壳
3人力传动装置301行星轮托架302行星齿轮303齿环304太阳齿轮4电动力传动装置401传动齿轮 402中间齿轮403单向传动轴承5马达10自行车11踏板轴轮 12心轴 121环齿13链条20罩壳 21左壳 22右壳30齿盘套筒31凹齿 32前齿盘 321凹齿33内棘齿 34外棘齿40人力传动装置41行星轮托架 411齿孔412插孔42行星齿轮 43齿环 431环齿432触动杆433微动开关44太阳齿轮441棘爪 442环齿50电动力传动装置51传动棘爪 52斜面齿环 521斜面齿60马达61传动轴 611环齿62从动轴621伞齿轮622环齿63行星轮托架64行星齿轮 65棘齿环 651棘齿
以下结合附图对本实用新型作进一步描述如图2、3所示，本实用新型安装在自行车10踏板轴11的心轴12间，包含有一罩壳20、一齿盘套筒30、一人力传动装置40、一电动力传动装置50及一马达60；其中该心轴12，在近末段处成形有一环齿121。
该罩壳20环置在心轴12外周，并封罩上述构件，为一左壳21与一右壳22对合而成，供心轴12两端侧外露在两侧。
该齿盘套筒30穿连在心轴12前段，在前端处成形成有数凹齿31，供与前一前齿盘32内周的凹齿321咬合、套固，在末段外周成形有数外棘齿33，及在内壁亦成形有数内棘齿34。
该人力传动装置40，如图4、5所示，包含有一行星轮托架41、三行星轮42、一齿环43及一太阳齿轮44，其中，该行星轮托架41环置在心轴12近中段处，在中央设有一齿孔411，供与心轴12的环齿121啮合，及在环周设有三插孔412，供该行星齿轮42枢置，而该齿环43环置在该行星齿轮42周侧，在内周成形有一环齿431，供与该行星齿轮42啮合，及在外周与一触动杆432一端卡合，使触动杆432与一微动开关433触接；且该太阳齿轮44穿连在心轴12末段，在周侧设有仅能单向传动的二棘爪441，供与齿盘套筒30的内棘齿34啮合，及在末段外周成形有一环齿442，容置在四行星齿轮42间，并与行星齿轮42啮合。
该电动力传动装置50，如图6所示，包含有二传动棘爪51及一斜面齿环52，其中，该传动棘爪51与斜面齿环52固结，及环置在齿盘套筒30末段外周，并与齿盘套筒30的外棘齿33啮合，而该斜面齿环52套枢在齿盘套筒30末段，在内面环设有一斜面齿521。
该马达60接续传动轴61设有一从动轴62，使从动轴62端侧的伞齿轮621与斜面齿环52的斜面齿521啮合，而该传动轴61及从动轴62周面分别成形有环齿611、622，供一行星轮托架63以中央的齿孔631与从动轴62的环齿622啮合后，同时以枢置的行星齿轮64与传动轴61周面的环齿611啮合，且该行星齿轮64周侧环设有一棘齿环65，使该棘齿环65与行星齿轮64啮合，及与棘齿651卡合而仅能单向转动。
上述是本实用新型构造、位置及特征的说明，请再参阅图3、4、5，其动作时，可分为人力驱动、电力驱动及人力、电力共同驱动等三部分，其中，人力驱动的部分只须借由骑乘者朝马达60的方向踩踏踏板轴11一圈，即能借由环齿121与齿孔411的啮合关系，驱使心轴12逆时针转动(由图3右侧视之)，并带动行星轮托架41随之逆时针转动，使行星齿轮42顺沿齿环43的环齿431逆时针行走同时呈逆时针转动，并利用与环齿422的啮合关系，驱使太阳齿轮44随逆时针旋动，此时，该仅能单向传动的棘爪441会与齿盘套筒30的内棘齿34咬合，使齿盘套筒30及前齿盘32被太阳齿轮44逆时针驱转2.8圈，并透过链条13带动后齿盘14，使自行车10前进。
由于该人力传动同时，该齿盘套筒30呈逆时针旋转，其末段外周的外棘齿33则是与传动棘爪51呈滑脱状态，因此，该齿盘套筒30并不会带动传动棘爪51及与传动棘爪51固结的斜面齿环52，使斜面齿环54不会旋动亦不会带动马达60的从动轴62，在马达60的传动轴61并不转动的情形下，该传动轴61为空置状态，即不被旋动，亦不输出动力，因而不会影响骑乘者踩踏的动作，而能使自行车10能顺畅的行进。
再者，当骑乘者需要辅助动力时，只须打开该控制器14呈ON状态，驱动马达60的传动轴61顺时针旋动(由马达60前方视之)，即能利用环齿611与行星齿轮63的啮合关系，使行星齿轮63随之顺时针旋动，并借由行星齿轮63与棘齿环65的啮合关系，带动仅能单向旋动的棘爪环65，在棘爪环65的棘齿651与行星齿轮63相互咬合而无法旋动的情形下，会同时驱动行星轮拖架63亦顺时针旋动，因此，只需利用行星轮托架63以齿孔631与从动轮62环齿622的关系，即能使从动轴62受行星轮拖架63的驱转，随之顺时针旋动，再借由伞齿轮621与斜面齿环52的斜面齿521啮合，带动斜面齿环52逆时针旋动，使传动棘爪51随斜面齿环52亦逆时针旋动，并与齿盘套筒30的外棘齿33咬合，进而驱动齿盘套30及前齿盘32被逆时针驱转。
此时，由于齿盘套筒30受从动轴62驱动而逆时针转动，相对于太阳齿轮44而言，其内棘齿34的齿孔弧线必会顺沿太阳齿轮44棘爪441的弧线滑脱(此时会出现一般棘轮件如棘轮扳手般“喀喀”的空转声音)，太阳齿轮44的棘爪441对齿盘套筒30的内棘齿34并无卡抵的动作，所以罩壳20内部的人力传动装置皆不为其所带动，而不会增加骑乘者的负担，使自行车10能顺畅的行进。
另外，本实用新型亦能使人力传动装置40与电动力传动装置50相互交替，而选择以电动力侦测人力的不足，自动辅助以动力传动，由于该行星齿轮42逆时针带动齿环43旋动时，会使齿环43受阻在触动杆432而仅能少许转移，因此当人力的输出力量不足，导致踩踏心轴10的扭力大于设定值时，该齿环43会推挤触动杆432引动微动开关433，借以启动电动力传动装置，如此，该人力传动装置40与电动力传动装置50便会同时传动，骑乘者亦能以人力及电力同时驱动前齿盘32带动自行车10前进，此时，由于大部分的路阻皆由电动力传动装置在驱动前齿盘32时所克服，换句话说，骑乘者在行驶相同路面的情况，得以较小的作用力即能让自行车10前进，达到人力、电动力辅助驱动的目的。
若自行车10并非向前行进，而是倒退行进时，则该链条13便会直接带动齿盘套筒30的前齿盘32，使齿盘套筒30逆时针转动，及透过斜面齿环52及伞齿轮421的啮合关系，有带动从动轴62顺时针转的情形，此时，齿盘套筒30相对于太阳齿轮44而言，其内棘齿34的齿孔弧线必会顺沿太阳齿轮44棘爪441的弧线滑脱，所以不会驱动心轴12，且该从动轴62虽会顺时针驱转行星轮托架63，使行星齿轮64随之顺时针行走，会自棘齿651间滑脱(此时会出现一般棘轮件如棘轮扳手般“喀喀”的空转声音)，而不会传动传动轴61，使传动轴61形成空置状态，即不被旋动，亦不输出动力，使自行车10能顺畅的后退。
权利要求1.一种电力自行车单速减速机构造，主要是在一心轴的罩壳内，设有人力传动及电动力传动装置，使踩踏心轴的作用力可经由一行星轮托架、数行星齿轮、一齿环、一太阳齿轮及齿盘套筒传导至心轴端侧的前齿盘，或使马达的输出功率传导至心轴端侧的前齿盘，其特征在于该齿盘套筒，在末段外周成形有数外棘齿，及套设有一斜面齿环，而该斜面齿环在一面至少固设有二传动棘爪，供与外棘齿相互啮合，及在另面设有斜面齿；该马达接续传动轴设有一从动轴，使从动轴端侧的伞齿轮与斜面齿环的斜面齿啮合，而该传动轴及从动轴分别在周面成形有一环齿，供一行星轮托架以中央的齿孔与从动轴的环齿啮合后，同时以枢置的行星齿轮与传动轴周面的环齿啮合，且该行星齿轮周侧环设有一棘齿环，使该棘齿环与行星齿轮啮合，及与棘齿卡合仅能单向转动。
专利摘要本实用新型涉及一种电力自行车单速减速机构造,主要在齿盘套筒末段套设有一斜面齿环,在斜面齿环一面设有二传动棘爪,供与齿盘套筒的外棘齿卡合,在另面设有斜面齿,供与马达接续传动轴的从动轴啮合,而该传动轴及从动轴与数行星齿轮啮合,且该行星齿轮与一棘齿环啮合,及与棘齿卡合仅能单向转动。
文档编号B62M23/02GK2436410SQ0022144
公开日2001年6月27日 申请日期2000年8月18日 优先权日2000年8月18日
发明者林明祥 申请人:捷安特(中国)有限公司