電動(dòng)自行車中置電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電動(dòng)自行車中置電機(jī)，該電機(jī)可安裝在普通自行車上。
【背景技術(shù)】
[0002]腳踩助力型電動(dòng)自行車是目前歐美和日本最為流行的一種車型，這種車只有在人腳踩時(shí)檢測(cè)到人腳踩力矩的大小而對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)加力，采集力矩的方式有很多種，其中將力矩傳感器置于中軸(B.B.PART)中是目前歐洲比較流行的方式，其優(yōu)點(diǎn)是體積小隱蔽性好通用性強(qiáng)，由于是自行車的標(biāo)準(zhǔn)型部件，因此有利于批量生產(chǎn)。目前德國(guó)的FAG(世界著名的支撐軸承制造商)、THUN公司都推出了中軸式的力矩傳感器，博士(B0CHS)公司將其改進(jìn)后推出的助力型電動(dòng)自行車已經(jīng)擁有歐洲25 %的市場(chǎng)份額。
[0003]然而，現(xiàn)有的電動(dòng)自行車中置電機(jī)普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外形龐大，難于裝配等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是:針對(duì)上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、且容易安裝的電動(dòng)自行車中置電機(jī)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:所述的電動(dòng)自行車中置電機(jī)，包括連接套筒、與該連接套筒連為一體的機(jī)殼、通過第一支撐軸承和第二支撐軸承旋轉(zhuǎn)裝配于所述連接套筒內(nèi)的中軸、套在該中軸上的牙盤、以及套在所述中軸上且當(dāng)其受到周向扭轉(zhuǎn)力時(shí)會(huì)產(chǎn)生周向形變的彈性變形套管，連接套筒的一端制有外螺紋，另一端成型有限位臺(tái)階，彈性變形套管的一端與中軸固定，另一端與牙盤相連，彈性變形套管上設(shè)置有間隔分布的兩組磁環(huán)，連接套筒的內(nèi)壁上固定設(shè)置有與信號(hào)處理線路板，信號(hào)處理線路板上集成有與所述的兩組磁環(huán)相對(duì)應(yīng)的霍爾元件，信號(hào)處理線路板經(jīng)信號(hào)引出線與電機(jī)控制器相連；
[0006]所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)置有定子、轉(zhuǎn)子、以及與所述轉(zhuǎn)子固定的電機(jī)齒軸，所述電機(jī)齒軸通過齒輪減速機(jī)構(gòu)與所述牙盤傳動(dòng)連接。
[0007]所述齒輪減速機(jī)構(gòu)包括與所述電機(jī)齒軸相互嚙合的第一齒輪、與該第一齒輪同軸連接的第二齒輪、以及與第二齒輪相互嚙合的第三齒輪。
[0008]所述彈性變形套管的端部與牙盤之間是通過如下結(jié)構(gòu)形式連接在一起的:第三齒輪通過第三支撐軸承旋轉(zhuǎn)套設(shè)于中軸上，所述牙盤固定在第三齒輪上，第三齒輪與彈性變形套管之間設(shè)置有第一單向離合器，該第一單向離合器包括離合器內(nèi)圈以及與該離合器內(nèi)圈單向鎖緊的離合器外圈，其中離合器外圈與第三齒輪固定，而離合器內(nèi)圈與彈性變形套管端部固定。
[0009]所述第二齒輪和第一齒輪之間是通過第二單向支撐軸承連接在一起的，該第二單向離合器包括離合器內(nèi)圈以及與該離合器內(nèi)圈單向鎖緊的離合器外圈，其中離合器外圈與所述第一齒輪固定，而離合器內(nèi)圈與第二齒輪固定。
[0010]所述機(jī)殼由機(jī)殼主體、以及固定連接在該機(jī)殼主體上的機(jī)殼端蓋和防水塑料蓋構(gòu)成，所述機(jī)殼主體中成型有一齒輪腔，齒輪腔上連接有可拆卸的齒輪蓋，所述第一齒輪和第二齒輪均布置在該齒輪容置腔內(nèi)。
[0011]所述第二齒輪與齒輪蓋之間設(shè)置有第四支撐軸承，第二齒輪與機(jī)殼主體(6)之間設(shè)置有第五支撐軸承。
[0012]所述機(jī)殼主體上連接有可拆卸的控制器安裝盒，所述電機(jī)控制器布置在該控制器安裝盒中。
[0013]所述彈性變形套管包括彈性變形段以及一體設(shè)置于該彈性變形段左、右兩端的左固定段和右固定段，所述彈性變形段上具有至少一個(gè)Η型槽，所述Η型槽具有兩個(gè)周向延伸的弧形槽及連通于兩弧形槽之間的軸向槽，所述弧形槽的周向長(zhǎng)度小于彈性變形段的外周長(zhǎng)度，所述的兩組磁環(huán)分別設(shè)置在左、右固定段靠近彈性變形段的位置。
[0014]所述左固定段上設(shè)置有腰形限位孔，所述中軸上沿徑向開設(shè)有一銷孔，且該銷孔中固定穿設(shè)有一根伸入至腰形限位孔中的限位銷，所述限位銷可在腰形限位孔內(nèi)周向運(yùn)動(dòng)。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0016]1、本發(fā)明這種電動(dòng)自行車借助安裝于中軸和牙盤間的彈性變形套管受力后而產(chǎn)生變形，進(jìn)而使彈性變形套管上的兩組磁環(huán)之間發(fā)生角度位移，進(jìn)而感應(yīng)出中軸所受力矩大小，調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出功率。只要人對(duì)曲柄端部的腳踏加力，就會(huì)有信號(hào)傳遞給給電機(jī)控制器，使電機(jī)立即工作，具有很好的騎行舒適度，而且可以根據(jù)客戶的不同要求設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，以調(diào)整好電機(jī)輸出力與人工加力的比例。
[0017]2、本發(fā)明這種中置電機(jī)在自行車電機(jī)的安裝過程非常簡(jiǎn)單，只需將連接套筒穿入五通管中并用鎖緊螺母鎖緊即可實(shí)現(xiàn)該電機(jī)在車架上的固定，不需改動(dòng)原有自行車車架五通管的結(jié)構(gòu)。
[0018]3、電機(jī)控制器非常方便的從電機(jī)上拆卸下來，便于維修。
【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例這種電動(dòng)自行車中置電機(jī)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為發(fā)明實(shí)施例中中軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為發(fā)明實(shí)施例中彈性變形套管的側(cè)視圖；
[0023]圖4為發(fā)明實(shí)施例中彈性變形套管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]其中:1_機(jī)殼端蓋,2-第六支撐軸承,3-定子,4-轉(zhuǎn)子,5-電機(jī)齒軸,6-機(jī)殼主體，7-齒輪蓋，8-第四支撐軸承，9-第二單向離合器，10-第一齒輪，11-第五支撐軸承，12-控制器安裝盒，13-第二齒輪，14-防水塑料蓋，15-牙盤，16-第七支撐軸承，17-第一單向離合器，18-第三支撐軸承，19-第三齒輪，20-蓋板，21-連接套筒，2101-限位臺(tái)階，22-第一支撐軸承，23-限位銷，24-信號(hào)處理線路板，25-彈性變形套管，2501-彈性變形段，25011-H型槽，25011a-弧形槽，25011b-軸向槽，2502-左固定段，25021-腰形限位孔，2503-右固定段，26-磁環(huán)，27-第二支撐軸承，28-開口螺帽，29-中軸，2901-銷孔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1?圖4出示了本發(fā)明這種電動(dòng)自行車中置電機(jī)的一個(gè)具體實(shí)施例，它包括連接套筒21和機(jī)殼，且連接套筒21和機(jī)殼連為一體。連接套筒21的一端制有外螺紋(圖中未示出)，另一端成型有限位臺(tái)階2101。裝配時(shí)，將連接套筒29穿設(shè)在自行車的五通管(圖中未畫出)中，并使連接套筒29的螺紋端伸出五通管外，然后在連接套筒21端部的外螺紋上鎖入鎖緊螺母，鎖緊螺母和連接套筒21另一端的限位臺(tái)階2101共同作用，從而將鎖緊螺母和自行車五通管緊緊固定在一起。
[0026]所述連接套筒21內(nèi)通過第一支撐軸承22和第二支撐軸承27旋轉(zhuǎn)裝配有中軸29，該中軸29上套有牙盤15,其中第一支撐軸承22為滾針軸承。具體應(yīng)用時(shí)，該牙盤15與自行車后輪鏈盤之間安裝有傳動(dòng)鏈條。所述中軸29上還套有一個(gè)彈性變形套管25，當(dāng)該彈性變形套管25受到周向扭轉(zhuǎn)力時(shí)會(huì)產(chǎn)生周向形變。圖1中，彈性變形套管25的一端通過花鍵與中軸29固定，而左端與牙盤15相連。彈性變形套管25上設(shè)置有左右間隔分布的兩組磁環(huán)26，連接套筒21的內(nèi)壁上固定有與信號(hào)處理線路板24，信號(hào)處理線路板24上集成有與所述的兩組磁環(huán)26相對(duì)應(yīng)的霍爾元件，信號(hào)處理線路板24經(jīng)信號(hào)引出線與電機(jī)控制器相連。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需在中軸29兩端安裝曲柄，曲柄上安裝腳踏。
[0027]本實(shí)施例的工作原理為:當(dāng)有負(fù)載情況下左和/或右踏腳組件加力時(shí)，中軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，彈性變形套管3受力發(fā)生扭曲后帶動(dòng)法蘭6及齒盤1相對(duì)中軸產(chǎn)生角位移，同時(shí)兩組霍爾元件9通過彈性變形套管3變形后兩磁環(huán)7間角度差信號(hào)的大小，檢測(cè)到人腳踩的力矩信號(hào)，以控制電機(jī)的輸出功率，提供相應(yīng)的助力。
[0028]當(dāng)自行車騎行者用腳踩動(dòng)腳踏帶動(dòng)中軸29轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，中軸29將其受到的扭轉(zhuǎn)力通過花鍵23傳遞給彈性變形套管25在圖1中的左端，彈性變形套管25受到扭轉(zhuǎn)力后發(fā)生周向扭轉(zhuǎn)變形，從而使彈性變形套管25上的兩組磁環(huán)26之間產(chǎn)生角位移，信號(hào)處理線路板24通過其上集成的霍爾元件感應(yīng)出這一力矩信號(hào)并將該力矩信號(hào)通過信號(hào)輸出線傳遞給電機(jī)控制器，再由電機(jī)控制器處理后調(diào)整電機(jī)的輸出功率。騎行者踩動(dòng)腳踏的力量越大，彈性變形套管25受到的扭轉(zhuǎn)力越大,彈性變形套管25的變形量越大，霍爾元件感應(yīng)到的力矩信號(hào)就越大。
[0029]所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)置有定子3、轉(zhuǎn)子4、以及與所述轉(zhuǎn)子4固定的電機(jī)齒軸5,電機(jī)齒軸
5與機(jī)殼之間設(shè)置有第六支撐軸承2，所述電機(jī)齒軸5通過齒輪減速機(jī)構(gòu)與所述牙盤15傳動(dòng)連接。電機(jī)通電運(yùn)行后，轉(zhuǎn)子4帶動(dòng)電機(jī)齒軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)齒軸5通過齒輪減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)牙盤15轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)自行車前行。
[0030]本例采用內(nèi)轉(zhuǎn)子外定子結(jié)構(gòu)。
[0031]本例中，所述齒輪減速機(jī)構(gòu)具體結(jié)構(gòu)如下:它包括與所述電機(jī)齒軸5相互嚙合的第一齒輪10、與該第一齒輪10同軸連接的第二齒輪13、以及與第二齒輪13相互嚙合的第三齒輪19。其中第一齒輪10的直徑大于第二齒輪13，第三齒輪19的之間大于第一齒輪10。
[0032]本例中，所述彈性變形套管25的端部與牙盤15之間是通過如下結(jié)構(gòu)形式連接在一起的