專利名稱：傳動裝置及使用該傳動裝置的牽引電機模塊的制作方法
技術領域：
本公開涉及一種傳動裝置及使用該傳動裝置的牽引電機模塊。
背景技術：
腳踏車可以是例如僅由騎自行車人向腳踏板施加的力來提供驅動的傳統腳踏車，這種腳踏車有時被稱為“自行車”。近來,腳踏車已經逐漸演變為,例如，電動助力車、EAPC (electrically-assistedpedal cycle,電動助力腳踏車)、電動車或電動自行車(e_bike)。電動助力腳踏車(EAPC)或電動自行車通過電機以使用電能來輔助騎自行車人踩踏板的方式來工作。已經嘗試了一些布置電機的方法，近來的一種方法是將電機和傳動裝置嵌入形成前輪或后輪的輪轂中。該輪轂與其中的電機和傳動裝置一體形成。2011年8月5日提交的韓國專利注冊No. 10-1055022公開了這種類型的電動自行車電機的一個例子。輪轂包括外殼和固定軸。電機布置在輪轂外殼中，并且固定軸固定到電動自行車或電動摩托車(e-scooter)車架的前輪或后輪。因此,輪轂外殼相對于固定軸轉動,從而轉動耦接到輪轂外殼的自行車車輪。電機被放置在輪轂外殼中，從而通過電磁作用轉動轉軸。電機的電機外殼相對于輪轂外殼是固定的，并且可轉動地布置在電機外殼中心的轉軸將轉動效應傳遞到一體形成在轉軸末端的太陽齒輪，由此將動力供應到包括太陽齒輪的傳動裝置。傳動裝置設置有與太陽齒輪嚙合的多個行星齒輪，和布置在傳動裝置的邊緣以與所述行星齒輪嚙合的齒圈，由此傳動裝置以減小的速率接收轉軸的轉動效應。同時，所述齒圈的與所述行星齒輪哨合的內周表面的另一表面設置有卡爪件，以實現齒輪傳動，其中卡爪件一體地形成在和與所述多個行星齒輪嚙合的齒輪件相對的表面，從而通過向前和向后轉動加倍地抓住傳動裝置。與所述齒輪件和所述卡爪件一體形成的所述齒圈通過冷鍛或熱鍛過程來制造，從而出現以下問題，所述齒輪件被制造為正齒輪產生噪聲和制造成本增加，并且出沒有其它工程過程能夠生產所述齒圈。
發明內容
本發明的提出是為了解決現有技術中出現的上述問題，因而本發明若干實施例的目的是提供被構造為通過改進包括在傳動裝置中的卡爪的結構來減少組裝部件和組裝過程的數量以及制造成本的牽引電機模塊，其中所述傳動裝置改變包圍牽引電機的輪轂單元的轉速。。另一個目的是提供一種通過將常規的齒圈形狀的正齒輪改變為相比正齒輪產生較少噪聲的斜齒輪而在結構上有改進的電動自行車電機的傳動裝置。在本公開一個總的方面，提供一種電動自行車電機的傳動裝置，該傳動裝置包括與太陽齒輪嚙合的多個行星齒輪，傳遞電機的轉軸的動力；齒圈，包括與行星齒輪的內周表面嚙合的齒輪件和形成在所述齒輪件的另一端從而根據向后和向前轉動來改變動力的方向的卡爪件，其中所述齒輪件和所述卡爪件是單獨的部件；以及連接單元，將所述齒輪件與所述卡爪件連接，以防所述齒輪件和所述卡爪件相對于軸向空轉，其中，所述多個行星齒輪和齒圈的所述齒輪件設置為斜齒輪。優選但不是必要地，所述連接單元包括多個容納槽，形成在所述齒輪件處所述卡爪件的連接器的內周表面；以及容納凸耳，周向地和突出地形成在所述卡爪件處所述齒輪件的連接器的周邊，以便與所述容納槽耦接，其中所述容納槽和所述容納凸耳被壓裝。 優選但不是必要地，所述容納凸耳突出地形成在環形板件的周邊，該環形板件向所述卡爪件的周向延伸地形成。優選但不是必要地，所述容納和所述容納凸耳是這樣的，連接到所述齒圈中心的虛設線之間的內角垂直地布置。優選但不是必要地，所述連接單元包括環形板件，延伸地形成在所述齒輪件處所述卡爪件的所述連接器的內周表面，以具有與所述卡爪件的內徑相對應的直徑；插入孔，形成在所述支撐板上，進入到所述支撐板；多個插入凸耳，一體地形成在所述卡爪件處，以插入地耦接到所述插入孔中，其中所述插入孔與所述插入凸耳通過壓裝方法耦接。優選但不是必要地，所述插入凸耳在所述環形板件的與所述齒輪件相對的表面上向插入方向突出地形成，所述環形板件向所述卡爪件的周向延伸地形成。優選但不是必要地，所述支撐板和所述板件互相表面接觸。優選但不是必要地，所述插入孔和所述插入凸耳是這樣的，連接到所述齒圈中心的虛設線之間的內角垂直地布置。優選但不是必要地，所述齒圈由鋼、塑料和燒結物中的任意一種形成。在本公開的另一方面，提供一種牽引電機模塊，所述模塊包括電機單元，包括向前和向后轉動的轉軸；輪轂單元，包圍所述電機單元并且相對于所述電機單元轉動；第一傳動單元，包括通過所述轉軸傳送的動力轉動的第一齒圈；第二傳動單元，緊固到所述輪轂單元并且包括第二齒圈，該第二齒圈進一步包括低速齒圈和高速齒圈；以及卡爪，包括沿向前方向轉動的所述第一齒圈、將所述第一齒圈與所述低速齒圈連接的第一卡爪、以及通過向后轉動將所述第一齒圈與所述高速齒圈連接的第二卡爪，其中所述卡爪形成為長度比所述第一齒輪和所述第二齒圈的圓周長度短。優選但不是必要地，當俯視時，所述卡爪形成為基于所述第一齒圈和所述第二齒圈的各自中心的弧形。優選但不是必要地，當俯視時，所述卡爪形成為90°角。優選但不是必要地，至少兩個卡爪串聯地耦接。優選但不是必要地，在所述第一卡爪和所述第二卡爪的每個側表面處形成耦接槽，并且所述第一卡爪和所述第二卡爪的與所述每個側表面相對的另一個側表面形成有耦接到所述耦接槽的凸耳。優選但不是必要地，所述第一卡爪和所述第二卡爪中的每一個包括具有相同曲率的彎曲的側板；形成在各個側板處的銷固定孔；插入到所述銷固定孔中的動力傳送銷；和防止所述動力傳送銷脫離的銷阻擋件。優選但不是必要地，三個動力傳送銷形成在所述側板處。優選但不是必要地，所述第一傳動單元包括耦接到所述轉軸的太陽齒輪、耦接到所述太陽齒輪并與所述第一齒圈內切的多個行星齒輪、以及形成在所述第一齒圈處并且與所述卡爪連接的連接件。優選但不是必要地，所述第二傳動單元的所述低速齒圈形成為第一直徑，所述高速齒圈形成為比所述第一直徑小的第二直徑，并且所述第二傳動單元包括與第一卡爪耦接的第一空轉齒輪、與所述第一空轉齒輪和所述高速齒圈耦接的第二空轉齒輪、以及插入所述第一空轉齒輪和所述第二空轉齒輪中的輪軸。·根據本公開的傳動裝置的有益效果在于，形成所述傳動裝置的齒圈形成為兩部分結構，使得所述齒圈的齒輪件可以被制造成斜齒輪的形狀，由此可以延長使用壽命以超過常規電機的使用壽命，并且可以降低由齒輪嚙合導致的操作噪聲。根據本公開的傳動裝置的有益效果在于，只用鋼制造的常規結構也能用塑料或燒結物制造，由此可以延長使用壽命以超過常規電機的使用壽命，并且可以降低部件的制造成本而且提高產率。根據本公開的使用所述傳動裝置的牽引電機模塊的有益效果在于，包括在所述傳動裝置中的用來改變輪轂單元轉速的卡爪的形狀從圓帶狀變為弧形，從而減少作為卡爪組成部件的動力傳送銷的數量并且減小了支撐所述動力傳送銷的第一卡爪和第二卡爪的長度，而且可以減少用于裝配卡爪的部件和過程的數量，從而顯著降低制造成本。
附圖描繪了根據本發明概念的一個或多個實施方式，僅僅是以例示的方式，而不是為了限制。在附圖中，相同的附圖標記指示相同或相似的元件。所包含的附圖用以提供對本公開的進一步理解，并且附圖并入且構成本申請的一部分，同時例示本公開的實施例，而且與說明書一起用于說明本公開的原理。在附圖中圖I是示出根據本公開的電動自行車電機的總體結構的側剖視圖；圖2是圖I的行星齒輪和齒圈的透視圖；圖3和圖4是僅示出圖2中的齒圈的透視圖；圖5和圖6是根據本公開第一示例性實施例的齒圈的分解透視圖；圖7和圖8是根據本公開第二示例性實施例的齒圈的分解透視圖；圖9是示出根據本公開示例性實施例的沿向前方向轉動的牽引電機模塊的轉軸的剖視圖；圖10是示出根據本公開示例性實施例的沿向后方向轉動的牽引電機模塊的轉軸的剖視圖；圖11是示出圖9中所示的牽引電機模塊的卡爪的平面圖；圖12是圖11的‘A’部分的放大圖；以及
圖13是示出圖11的裝配為圓形的卡爪的平面圖。
具體實施例方式參照附圖的圖I至圖13，可以最好地理解所公開的實施例及其優點，不同的附圖中使用相同的標記表示相同或相應的部件。本領域技術人員通過查閱以下附圖和詳細描述，所公開的實施例的其它特征和優點將會或將變得明顯。所有這些額外的特征和優點意在被包括在所公開的實施例的范圍內，并且受附圖保護。此外，所例示的圖僅僅是示例性的，而不是意在主張或暗示對于不同實施例可以實施的環境、架構或過程的限制。因此，所描述的方面意在涵蓋落入本發明的范 圍和新構思的所有替換、改進和變型。同時，在本文中使用的術語僅用于描述具體的實施方式，而不意在限制本公開。本文中的“第一”和“第二”之類的術語不表示任何順序、數量或重要性，而是用于將一個元件和其它元件區分開來。例如，第二組成元件可以被表示為第一組成元件，而不脫離本公開的范圍和精神，類似地，第一組成元件可以被表示為第二組成元件。如本文中所使用的，本文中術語“a”和“an”并不表示數量的限制，而是表示存在至少一個所提及的事項。就是說，如本文中所使用的，單數形式意在包括復數形式，除非上下文清楚地表明不同含義。應當理解，當一個元件被表述為與另一個元件“連接”或“耦接”時，它可以直接地與另一個元件連接或耦接，或者也可以存在中間元件。相反，當一個元件被表述為與另一個元件“直接連接”或“直接耦接”時，則不存在中間元件。還應該理解，當用于本說明書時，術語“包括”指明存在所述特征、區域、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或增加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合。此外，“示例性”僅僅意味著表示例子，而不是最好的。還應當理解，為了簡單和易于理解的目的，在本文中所描繪的特征、層和/或元件被例示為相對于另一元件而具有特定尺寸和/或方向，并且實際尺寸和/或方向可以與所示的顯著不同。就是說，為清楚起見，在附圖中，層、區域和/或其它元件的尺寸和相對尺寸可以被夸大或縮小。在全部附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件，并且將省略其重復的說明。在下文中，將參照附圖詳細描述根據本公開的示例實施例的用于電動自行車的傳動裝置的行星齒輪系。圖I是示出了根據本公開的電動自行車電機的總體結構的側剖視圖。參照圖1，電動自行車電機包括輪轂外殼11、電機20、太陽齒輪30、行星齒輪40和齒圈50。輪轂外殼11呈大致圓柱形狀，并且布置在自行車的前輪或后輪的中心軸線處。輪轂外殼11的周邊可以布置有自行車輪構件(未示出)，或者可以與自行車輪的內輪處形成的輪轂外殼容納槽耦接。同時，輪轂外殼11的中心形成有固定軸22。固定軸22固定在電動自行車或電動摩托車的車架的前輪或后輪側。因此，輪轂外殼11相對于固定軸22轉動，以轉動與輪轂外殼11耦接的自行車的車輪。
輪轂外殼11中電機20與固定軸22同心地安置。電機20包括轉子21a和定子21b，并且轉子21a的中心安置有轉軸21c。轉軸21c與固定軸22同心地安置，并且安置在太陽齒輪30的末端。太陽齒輪30通過接收安置在電機外殼21中的轉子21a與定子21b的相互作用所產生的轉軸21c的轉動效應來轉動。行星齒輪40與太陽齒輪30嚙合，以隨著太陽齒輪30的轉動而轉動。至少設置三個行星齒輪40，并且行星齒輪40的周邊與齒圏50嚙合。齒圏50隨著行星齒輪40的轉動而轉動。齒圏50的周邊設置有傳動齒圈60，其中傳動齒圈60通過耦接到形成輪轂外殼11末端的外觀的輪轂蓋12而轉動。連接件被插置于齒圈50與傳動齒圈60之間，以響應于轉動方向直接傳遞或阻止轉動效應。例如，在向轉軸的一個方向轉動時，齒圏50的轉動通過連接件直接傳遞到齒圈·60，并且所述外殼通過耦接到傳動齒圈60的齒轂(hub gear) 12的轉動而轉動。同時，在向轉軸的另一個方向轉動時，阻止齒圏50的轉動效應直接傳遞到傳動齒圈60，并且經由連接件通過由定子軸71同心地支撐的行星齒輪模塊70來進行轉動方向的改變和傳遞，以便向一個方向轉動傳動齒圈60轉動到一個方向。本公開的特征在于,齒圈50被制造成兩部分結構(bipartite structure),從而使齒圈50的齒輪形成單元被制造成斜齒輪(helical gear)。圖2是圖I的行星齒輪和齒圈的透視圖，圖3和圖4是僅示出圖2中的齒圈的透視圖。參照圖2，三個行星齒輪中每一個的齒輪形狀被設置為斜齒輪形狀，并且如圖3所示，與行星齒輪40嚙合的齒圈50的齒輪表面51a同樣被設置為斜齒輪的形狀。為此，如圖5、圖6、圖7和圖8所示，齒圈50形成在安置在齒輪表面51a的內周表面處的齒輪件51上和與齒輪件51相對的表面上，由此根據電機20的向前和向后轉動而工作的卡爪件52可以形成為單獨的部件。齒輪件51通過連接單元100和200與卡爪件52不可分離地耦接，因此基于連接單元100和200的構造分別說明圖5和圖6所示的第一示例性實施例以及圖7和圖8所示的第二示例性實施例。圖5和圖6是根據本公開第一示例性實施例的通過連接單元100形成的齒圈的分解透視圖。參照圖5和圖6，連接單元100包括多個容納槽110和容納凸耳120。容納槽110以預定深度形成在齒輪件51的與卡爪件52相對的表面的內周表面處。就是說，齒輪件51的內周表面被一分為二,其中一部分形成有齒輪表面51a,齒輪表面51a形成有與行星齒輪40嚙合的斜齒輪。其中未形成齒輪表面51a的另一部分設置為平滑的圓柱形，以便能耦接到卡爪件52 (稍后描述)。此時，形成齒輪件51厚度的與卡爪件52相對的表面形成有容納槽110。容納凸耳120形成為與容納槽110的形狀相對應的形狀，并且優選的是容納凸耳120突出地并且周向地形成在卡爪件52的與齒輪件51連接的部分的周邊。此時，容納凸耳120的末端優選塑形為弧形，如圖所示，在耦接過程中不突出到環形齒輪件51的圓周表面。同時，容納凸耳120突出地形成在環形板件121的周邊，環形板件121延伸地形成在卡爪件52的周向。容納槽110和容納凸耳120分別設置為四個，并且連接到齒圈50的中心的虛設線之間的角優選是直角。當然，容納槽110和容納凸耳120的數量不限于四個，并且根據需要可以設置三個或超過四個容納槽110和容納凸耳120。然而，如果設置少于三個容納槽110和容納凸耳120，會出現不能緊密地保持容納槽110和容納凸耳120之間的壓裝耦接的情況，因此優選至少三個以上容納槽110和容納凸耳120。同時，容納凸耳120的厚度優選與容納槽110的深度相對應。如果容納凸耳120的厚度大于容納槽110的深度，則齒圈50的尺寸會過多地增大。圖7和圖8是根據本公開第二示例性實施例的通過連接單元200形成的齒圈50的分解透視圖。參照圖7和圖8，連接單元200包括插入孔210和突出地形成在板件221處的插入凸耳220。插入孔210形成在環形支撐板211處，進入到該環形支撐板中 ，該環形支撐板211從齒輪件50的內周表面朝向中心突出地形成。支撐板211的直徑優選與卡爪件52的
直徑相對應。插入凸耳220在環形板件221的與齒輪件51相對的表面上向插入方向突出地形成，環形板件221向卡爪件52的周向延伸地形成。同時，優選的是板件221的外徑與支撐板211的外徑相對應，板件221的內徑與支撐板211的內徑相對應。還優選的是在本公開的第二示例性實施例中設置四個插入孔210和四個插入凸耳220，并且由連接到齒圈50的中心的虛設線形成的角為垂直地布置。此外，插入孔210和插入凸耳220各自的形狀可以變化地形成，并且如圖7和圖8所示，插入孔210和插入凸耳220各自的形狀可以形成為弧形凸耳和槽。然而，盡管在圖7和圖8中未示出，但是插入孔210和插入凸耳220各自的形狀可以也可以形成為圓柱凸起和圓柱凸起孔。就是說，只要插入孔210和插入凸耳220可以防止齒輪件51和卡爪件52空轉，可以形成為任何耦接和支撐構造。同時，優選的是連接單元100、200中的每一個設置為互補的形狀，從而通過壓裝耦接來固定，由此不需要單獨的緊固件，從而能快速連接和固定。如前面所述，如果齒輪件51和卡爪件52被配置為單個部件，可以容易地將設置齒輪件51上的齒輪表面51a加工為斜齒輪的形狀。此外，可以利用現有技術中的冷鍛過程、熱鍛過程或模制過程成本較低的制造方法來制造斜齒輪的形狀。齒圈50的材料可以是鋼、塑料或燒結物。因此，由于行星齒輪40和齒圈50被配置為比常規正齒輪使用壽命更長而噪聲更小的斜齒輪，因此可以延長傳動裝置的使用壽命，由此可以降低制造成本。此外，由于用塑料或燒結物制造齒圈50，因此可以提供比常規傳動裝置更輕的傳動裝置。同時，根據本公開第二示例性實施例的連接單元100、200是作為例子來提供，只要單獨形成的齒輪件51和卡爪件52通過它們自身的耦接牢固地耦接，就可以使用任何耦接類型。下面將參照附圖描述根據本公開的牽引電機模塊。參照圖9到圖13，牽引電機模塊400包括傳動裝置，該傳動裝置進一步包括電機單元1100、輪轂單元1200、第一傳動單元1317和第二傳動單元1370、以及卡爪1320。電機單兀1100包括外殼1110、定子1120和轉子1130。外殼1110包括第一外殼1112和耦接到第一外殼1112的第二外殼1118。第一外殼1112呈盤形,并且第二外殼1118呈在稱接到第一外殼1112的一側開口的圓柱形。利用螺栓將第一外殼1112緊固到第二外殼1118。沿著第二外殼1118的內周表面容納定子1120。定子1120包括層疊有若干磁性鋼板的芯體1121和纏繞在 芯體1121上的線圈1122。與線圈1122相對的磁體1132被插入轉子1130中。附圖標記1050是耦接到第一外殼1112的固定軸，以便支撐電動自行車的框架。在本公開的示例性實施例中，當轉子1130轉動時，固定軸1050、外殼1110和定子1120是固定的。固定軸軸承1060可轉動地連接到固定軸1050，以便轉動輪轂單元1200，并且固定軸軸承1060包括外輪1061和內輪1062。固定軸軸承1060的外輪1061被緊固到輪轂單元1200，固定軸軸承1060的內輪1062被緊固到固定軸1050的周邊。當驅動電機單元1100時，固定軸1050通過連接到電動自行車的框架而處于固定的狀態，而與電動自行車的輪輻連接的輪轂單元1200連接到傳動裝置1380進行轉動。為此，輪轂單元1200被緊固到固定軸軸承1060的外輪1061。同時，耦接到固定軸1050的第一外殼1112與可轉動地連接到轉子1030的轉子軸承1070耦接。轉子軸承1070的外輪1071被緊固到第一外殼1112，而轉子軸承1070的內輪被緊固到轉子1130的轉軸1131的末端。在向線圈1122施加功率時，轉子1130在線圈1122與磁體1132之間互相作用的電磁力作用下轉動。轉子1130包括轉軸1131和磁體1132。轉軸1131是轉子1130的轉動中心，并且轉軸1131的末端被插入到轉子軸承1070的內輪1072中并且在其中可轉動地被支撐。轉軸1131耦接到傳動裝置1380，以利用由在電機單元1100處的轉子1130的轉軸1131的轉動效應產生的驅動力來轉動輪轂單元1200。輪轂單元1200包圍電機單元1100，可轉動地支撐電機單元1100并且通過利用從傳動裝置1380 (稍后描述)輸出的動力來轉動。輪轂單元1200可以呈包圍電機單元1100的桶形，并且由固定軸軸承1060可轉動地支撐。傳動裝置1380包括第一傳動單元1317和第二傳動單元1370。第一傳動單元1317包括太陽齒輪1310、行星齒輪1312和第一齒圈1314。太陽齒輪1310耦接到轉軸1131的另一個末端，以便將電機1100的驅動力傳送到行星齒輪1312。太陽齒輪1310與多個行星齒輪1312連接為外切狀態，并且太陽齒輪1310與多個行星齒輪1312中的行星齒輪1312嚙合。行星齒輪1312中的每一個與第一齒圈1314連接為內切狀態，并且與第一齒圈1314嚙合。第一齒圈1314形成有連接到卡爪(稍后描述)的連接件1314c。每個行星齒輪1312通過形成在第二外殼1100處的銷1316被緊固到第二外殼1100。就是說，每個行星齒輪1312可轉動地固定到電機單元1100。在本公開的示例性實施例中，在太陽齒輪1310處的齒形數量(number of toothprofiles)小于在行星齒輪1312處的齒形數量，并且在行星齒輪1312處的齒形數量小于在第一齒圈1314處的齒形數量。根據上述齒形數量，在太陽齒輪1310、行星齒輪1312和第一齒圈1314處實現初步減速。第二傳動單元1370包括第二齒圈1330、第一空轉齒輪1340、第二空轉齒輪1350和軸1360。通過第一齒圈1314、第二齒圈1330、第一空轉齒輪1340和第二空轉齒輪1350的選擇性結合來實現第二傳動單元1370的二次減速。初步減速比率是恒定的，而二次減速比率是可變地調節的，由此輪轂單元1200具有在低速模式和高速模式中轉換的兩級速率。第二齒圈1330包括低速齒圈1332和高速齒圈1334。低速齒圈1332形成為第一直徑，在低速齒圈1332的下表面處高速齒圈1334與低速齒圈1332 —體形成。高速齒圈1334形成為比第一直徑小的第二直徑。低速齒圈1332的齒形數量小于高速齒圈1334的齒形數量，從而在由轉軸1131產生的動力被傳送到低速齒圈1332時，輪轂單元1200以低速轉動，而在由轉軸1131產生的動力被傳送到高速齒圈1334時，輪轂單元1200以高速轉動。
第一空轉齒輪1340可轉動地耦接到轉軸1360并且耦接到卡爪1320 (稍后描述)的第二卡爪1322，第二空轉齒輪1350耦接到第一空轉齒輪1340并且與高速齒圈1334嚙合。轉軸1360可轉動地支撐第一空轉齒輪1340和第二空轉齒輪1350，這樣導引使得不會脫離軸向方向。當輪轂單元1200轉動時軸1360不轉動，并且軸1360不轉動的狀態被標示為附圖標記‘F’。第一傳動單元1317和第二傳動單元1370分別連接到卡爪1320。參照圖11和圖12，卡爪1320包括第一卡爪1321和第二卡爪1320。在本公開的示例性實施例中，卡爪1320可以由金屬件或合成樹脂件形成。第 ^爪1321和第二卡爪1322相對地布置到第一齒圈1314,形成與第一齒圈面對的彎曲板形，并且通過底板1323互相連接。例如，第一卡爪1321形成為從第一齒圈1314的轉動中心(O)呈90°角的弧形。就是說，第一卡爪1321比第一齒圈1314的圓周長度短，并且通過形成比第一齒圈1314的圓周長度短的第一卡爪1321，可以顯著地減少裝配部件和裝配過程的數量以及制造成本。第一卡爪1321耦接到第一齒圈1314的至少一個部分，并且第一卡爪1321的彎曲表面的長度比第一齒圈1314的彎曲表面的長度短。在本公開的示例性實施例中，例如，弧形的第一卡爪1321形成有三個銷孔1321c，其中每個銷孔1321c布置有第一動力傳送銷1321a。銷孔1321c形成為防止第一動力傳送銷1321a脫離的形狀，并且第一動力傳送銷1321a的一部分從第一卡爪1321的內側和外側
表面突出。此外，第一^^爪1321包括彎曲形狀的銷阻擋件1321b，以防止與第一^^爪1321耦接的第一動力傳送銷1321a向上脫離第一卡爪1321。例如，第二卡爪1322形成為從第一齒圈1314的轉動中心(O)呈90°角的弧形。就是說，第二卡爪1322比第一齒圈1314的圓周長度短，并且通過形成比第一齒圈1314的圓周長度短的第二卡爪1322，可以顯著地減少裝配部件和裝配過程的數量以及制造成本。在本公開的示例性實施例中，第二卡爪1322的長度比第一^^爪1321的長度略短。在本公開的示例性實施例中，例如，弧形的第二卡爪1322形成有三個銷孔1322c，其中每個銷孔1322c布置有第二動力傳送銷1322a。銷孔1322c形成為防止第二動力傳送銷1322a脫離的形狀，并且第二動力傳送銷1322a的一部分從第二卡爪1322的內側和外側表面突出。第二卡爪1322耦接到第一空轉齒輪1340的至少一個部分，并且第二卡爪1322的長度比第一齒圈1314的圓周長度短。此外，第二卡爪1322包括彎曲形狀的銷阻擋件1322b，以防止與第二卡爪1322耦接的第二動力傳送銷1322a向上脫離第二卡爪1322。在本公開的示例性實施例中，如圖13所示，圖3中的至少兩個卡爪可以串聯地互相耦接，四個卡爪1320可以耦接為圓形。
第一卡爪1321的一側末端形成有耦接槽1321d，從而使得至少兩個卡爪1320可以串聯地互相耦接，并且第一卡爪1321的與該末端相反的另一末端可以形成有耦接凸耳1321e。此外，在第二卡爪1322中與第一^^爪1321的一側的末端相對的末端可以形成有耦接凸耳1322d，并且第二卡爪1322的與該末端相反的另一末端可以形成有耦接槽1322e。盡管本公開的示例性實施例描述了棘輪棘爪(ratchet-and-pawl)技術,其中，連接件1314c和卡爪1320互相接觸，以將動力僅向一個方向傳送并不向其它方向傳送，作為向傳動裝置1380傳送轉軸1131的驅動力的示例性實施例，第一齒圈1314的連接件1314c和卡爪1320可以以齒輪方式嚙合，或者第一齒圈1314的連接件1314c和卡爪1320可以以摩擦輪的方式互相接觸。卡爪1320的第一^^爪1321和第二卡爪1322根據電機單元1100的轉軸1131的順時針(CW)和逆時針(CCW)轉動可以增大或減小輪轂單元1200的轉數。在下文中，電機單元1100的向前轉動方向被定義為順時針(CW)和逆時針(CCW)方向中的任意一個方向，而電機單元1100的向后轉動方向被定義為與所述向前方向相反的轉動方向。例如，如圖I所示，在轉子1130的轉軸1131和太陽齒輪1310沿CW方向轉動的情形下，第一齒圈1134沿CCW方向轉動，由此連接件1314c和第一卡爪1321的第一動力傳送銷1321a互相緊固(0N)，以使得電機單元1100的動力經由第一齒圈1314能被直接傳送到第二齒圈1330的低速齒圈1332。因此，與第一^^爪1321嚙合的第二齒圈1330的低速齒圈1332向與第一齒圈1314的轉動方向相同的CCW方向轉動，由此第二齒圈1330在低速模式下轉動。此時，向著CCW方向的第二齒圈1330的低轉速被表示為第一速度(CCW1)。耦接到第二齒圈1330的輪轂單元1200也以第一速度(CCWl)轉動，與第二齒圈1330的轉動方向和速率相同。此時，盡管卡爪1320的第二卡爪1322與第一空轉齒輪1340對應，但是第二卡爪1322與第一空轉齒輪1340之間的耦接根據卡爪1320的操作特性而關閉(0FF)，以防止第二卡爪1322的動力傳送達到第一空轉齒輪1340。因此，第一空轉齒輪1340根據第二齒圈1330和第二空轉齒輪1350之間的嚙合而處于停止狀態或空轉。在第一空轉齒輪1340空轉的情形下，第一空轉齒輪1340可以沿CCW方向轉動，與沿CCW方向轉動的第一齒圈1314的轉動方向相同。同時，如圖2所示，轉子1130和太陽齒輪1310向CCW方向轉動，由此在第一齒圈1314向CW方向轉動的情形下，第一齒圈1314的連接件1314c與第一卡爪1321之間的耦接被關閉(0FF)，以防止電機1100的動力經第一齒圈1314傳送達到第二齒圈1330。此時，卡爪1320的第二卡爪1322與第一空轉齒輪1340的耦接關系被開啟(0N)，根據卡爪1320的操作特性實現從第二卡爪1322到第一空轉齒輪1340的動力傳送。因此，第一空轉齒輪1340向CW方向轉動，與第一空轉齒輪1340周向嚙合的第二空轉齒輪1350向CCW方向轉動，以使得與第二空轉齒輪1350周向嚙合的第二齒圈1330的高速齒圈1334向CCW方向轉動。此時，第二空轉齒輪1350與第二齒圈1330的高速齒圈1334之間的嚙合表面的半徑小于第一齒圈1314的第 ^爪1321與第二齒圈1330的低速齒圈1332之間的哨合表面的半徑，使得第二齒圈1330在高速模式下向CCW方向轉動，該高速模式被表示為第二速度(CCW2)。耦接到第二齒圈1330的輪轂單元1200也在高速的第二速度(CCW2)下轉動，與第二齒圈1330的轉動方向和轉動速率相同。如圖9所示，在齒輪齒數比低的高速模式下，在電機單元1100的轉軸1131向CW方向轉動時，輪轂單元1200具有第一速度(CCW1)的轉動方向和速率，第一速度(CCW1)是CCW低速。
如圖10所示，在齒輪齒數比高的低速模式下，在電機單元1100的轉軸1131向CCW方向轉動時，輪轂單元1200具有第二速度(CCW2)的轉動方向和速率，第二速度(CCW2)是CCW高速。從以上明顯看出，根據本公開的傳動裝置及牽引電機單元的工業應用性在于，包括在傳動裝置中的用來改變輪轂單元的轉速的卡爪從圓形帶狀變為弧形，以減少作為卡爪的一個構成部件的動力傳送銷的數量，并且減小用于支撐動力傳送銷的第一卡爪和第二卡爪的長度，由此可以減少卡爪中的裝配部件的數量和裝配過程的數量，從而顯著地降低制造成本。盡管已經參照本公開的多個例示實施例描述了本公開，但是應該理解的是，本領域技術人員可以推導出的其它多種改進和實施例將落在本公開的原理的精神和范圍之內。更具體地，可以對本公開、附圖和所附權利要求書的范圍內所討論的組合排列的組成部件和/或排列方式做出各種變型和修改。除了所述組成部件和/或排列方式的變型和修改外，替換使用對于本領域中的技術人員來說也是顯而易見的。
權利要求
1.一種電動自行車電機的傳動裝置，該傳動裝置包括 與太陽齒輪嚙合的多個行星齒輪，傳遞電機的轉軸的動力； 齒圈，包括與所述行星齒輪的內周表面嚙合的齒輪件和形成在所述齒輪件的另一端從而根據向后和向前轉動來改變動力的方向的卡爪件，其中所述齒輪件和所述卡爪件是單獨的部件；以及 連接單元，將所述齒輪件與所述卡爪件連接，以防所述齒輪件和所述卡爪件相對于軸向空轉， 其中，所述多個行星齒輪和所述齒圈的所述齒輪件設置為斜齒輪。
2.根據權利要求I所述的電動自行車電機的傳動裝置，其中，所述連接單元包括 多個容納槽，形成在所述齒輪件處所述卡爪件的連接器的內周表面；以及 容納凸耳，周向地和突出地形成在所述卡爪件處所述齒輪件的連接器的周邊，以便與所述容納槽耦接， 其中所述容納槽和所述容納凸耳被壓裝。
3.根據權利要求2所述的電動自行車電機的傳動裝置，其中，所述容納凸耳突出地形成在環形板件的周邊，該環形板件向所述卡爪件的周向延伸地形成。
4.根據權利要求2所述的電動自行車電機的傳動裝置，其中，所述容納槽和所述容納凸耳是這樣的，連接到所述齒圈的中心的虛設線之間的內角垂直地布置。
5.根據權利要求I所述的電動自行車電機的傳動裝置，其中，所述連接單元包括 環形支撐板件，延伸地形成在所述齒輪件處所述卡爪件的連接器的內周表面，以具有與所述卡爪件的內徑相對應的直徑； 插入孔，形成在所述支撐板上，進入到所述支撐板中； 多個插入凸耳，一體地形成在所述卡爪件處，以插入地耦接到所述插入孔中， 其中所述插入孔與所述插入凸耳通過壓裝方法耦接。
6.根據權利要求5所述的電動自行車電機的傳動裝置，其中，所述插入凸耳在所述環形板件的與所述齒輪件相對的表面上向插入方向突出地形成，所述環形板件向所述卡爪件的周向延伸地形成。
7.根據權利要求6所述的電動自行車電機的傳動裝置，其中，所述支撐板件和所述板件互相表面接觸。
8.根據權利要求5所述的電動自行車電機的傳動裝置，其中，所述插入孔和所述插入凸耳是這樣的，連接到所述齒圈的中心的虛設線之間的內角垂直地布置。
9.根據權利要求I所述的電動自行車電機的傳動裝置，其中，所述齒圈由鋼、塑料和燒結物中的任意一種形成。
10.一種牽引電機模塊，所述模塊包括 電機單元，包括向前和向后轉動的轉軸； 輪轂單元，包圍所述電機單元并且相對于所述電機單元轉動； 第一傳動單元，包括通過所述轉軸傳送的動力轉動的第一齒圈； 第二傳動單元，緊固到所述輪轂單元并且包括第二齒圈，該第二齒圈進一步包括低速齒圈和高速齒圈；以及 卡爪，包括沿向前方向轉動的所述第一齒圈、將所述第一齒圈與所述低速齒圈連接的第一卡爪、以及通過向后轉動將所述第一齒圈與所述高速齒圈連接的第二卡爪，其中所述卡爪形成為長度比所述第一齒圈和所述第二齒圈的圓周長度短。
11.根據權利要求10所述的牽引電機模塊，其中，當俯視時，所述卡爪形成為基于所述第一齒圈和所述第二齒圈的各自中心的弧形。
12.根據權利要求11所述的牽引電機模塊，其中，當俯視時，所述卡爪形成為90°角。
13.根據權利要求10所述的牽引電機模塊，其中，至少兩個卡爪串聯地耦接。
14.根據權利要求13所述的牽引電機模塊，其中，在所述第一卡爪和所述第二卡爪的每個側表面處形成耦接槽，并且所述第一卡爪和所述第二卡爪的與所述每個側表面相對的另一個側表面形成有耦接到所述耦接槽的凸耳。
15.根據權利要求10所述的牽引電機模塊，其中，所述第一卡爪和所述第二卡爪中的每一個包括具有相同曲率的彎曲的側板；形成在各個側板處的銷固定孔；插入到所述銷固定孔中的動力傳送銷；和防止所述動力傳送銷脫離的銷阻擋件。
16.根據權利要求15所述的牽引電機模塊，其中，三個動力傳送銷形成在所述側板處。
17.根據權利要求10所述的牽引電機模塊，其中，所述第一傳動單元包括耦接到所述轉軸的太陽齒輪、耦接到所述太陽齒輪并與所述第一齒圈內切的多個行星齒輪、以及形成在所述第一齒圈處并且與所述卡爪連接的連接件。
18.根據權利要求10所述的牽引電機模塊，其中，所述第二傳動單元的所述低速齒圈形成有第一直徑，所述高速齒圈形成有比所述第一直徑小的第二直徑，并且所述第二傳動單元包括與所述第一卡爪耦接的第一空轉齒輪、與所述第一空轉齒輪和所述高速齒圈耦接的第二空轉齒輪、以及插入所述第一空轉齒輪和所述第二空轉齒輪中的輪軸。
全文摘要
本發明提供一種電動自行車電機的傳動裝置，該傳動裝置包括與太陽齒輪嚙合的多個行星齒輪，傳遞電機的轉軸的動力；齒圈，包括與行星齒輪的內周表面嚙合的齒輪件和形成在所述齒輪件的另一端從而根據向后和向前轉動來改變動力的方向的卡爪件，其中所述齒輪件和所述卡爪件是單獨的部件；以及連接單元，將所述齒輪件與所述卡爪件連接，以防所述齒輪件和所述卡爪件相對于軸向空轉，其中，所述多個行星齒輪和齒圈的所述齒輪件設置為斜齒輪。
文檔編號B62M11/00GK102951251SQ201210283140
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月9日 優先權日2011年8月9日
發明者安盛煥 申請人:Lg伊諾特有限公司