JP3249364U - 電動補助自転車中置電機システム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】全体の構造がより精密かつ堅牢で、クランクシャフトの両端にかかるペダルトルクによって生じる変形を感知し、補助動力を生成する、電動補助自転車中置電機システムを提供する。
【解決手段】電動補助自転車中置電機システムは、ハイブリッド出力軸２２が変速出力軸２４の内周に対して相対的に回転し、同軸に設置され、クランクシャフト２１はハイブリッド出力軸の内周を貫通して相対的に回転可能で、同軸に設置される。第１クラッチ２３はクランクシャフトの外周とハイブリッド出力軸の内周の間に設置し、第２クラッチ２５は変速機構２０の変速出力軸の内周とハイブリッド出力軸の外周の間に設置する。クランクシャフト上に直接２つのひずみゲージ３１、３２を設置し、補助力要求信号を正確かつ効率的に提供することができる。
【選択図】図１

Description

本考案は、電動補助自転車の中置電機システムに関するもので、特に補助力要求の感知精度が高く、機構が精密で堅牢な自転車用中置電機構造関する。

現在一般的な電動アシスト自転車の中央モーターシステムは、主にモーターシステム、駆動システム、トルクセンサーおよびコントローラーを含み、トルクセンサーは、クランクにかかる踏力のトルクを感知して補助力要求信号を生成し、コントローラーがその信号に基づいてモーターシステムを作動させ、補助力を生成する。
現存の技術では、変形ベアリングブラケットにストレインゲージを設置するだけで、2つのクランクから生じるトルクを正確かつ効果的に感知することができず、より積極的で効果的な感知は不可能です。また、全体の構造も本考案のような精密さや安定性を達成できないどの欠点を鑑みて、更なる改善する必要がある。

特開2024-117916号公報

前記の、従来技術においては、優れた感知および駆動機構がない。中華民国第I848561号の特許においては、性能の向上が記載されが、変形軸受けの支持フレームに1つのひずみゲージを設置しているだけであり、2つのクランクから発生するトルクを正確かつ効果的に感知することができないため、より積極的で有効な感知が実現されない。また、全体的な機構も本考案のようなコンパクトさや安定性を達成していない。
さらに、中華民国第TWM 384160号および第TWM 437304号の特許技術では、電動アシスト自転車の中央モーターにおける減速機構が開示されが、本考案の駆動システムとは異なり、より優れたトルク感知方式は示されない。

前記の課題を解決するために、本考案は構造がコンパクトで堅牢な電動アシスト自転車の中央モーターシステムを提供するものれあり、モーターシステム、駆動システム、補助力要求信号感知モジュール、およびコントロールモジュールを含む。モーターシステムは、モーターケース、ステーター、ローター、偏心軸を含む。駆動システムは、クランクシャフト、ハイブリッド出力軸、変速出力軸、第1クラッチ、第2クラッチ、ドライブケース、固定座、段階プラネタリーギアを含む。

さらに、本考案は構造により、固定座の内周には、第1インターナルギアが配置し、段階プラネタリーギアは、一体化された第1エクスターナルギアと第2エクスターナルギアを含み、第1エクスターナルギアは、第1インターナルギアと第1プラネタリー運動の軌道に従ってかみ合う。変速出力軸の内周には第2インターナルギアがあり、第2インターナルギアは第2エクスターナルギアと第2プラネタリー運動の軌道に従ってかみ合う。
モーターケースはドライブケースと固定され、固定座はドライブケースの後端に固定し、モーターケースとドライブケースの間に配置する。ハイブリッド出力軸はギアプレートと連結し、クランクシャフトは偏心軸を貫通し、その両端はそれぞれペダルクランクに接続し、第1クラッチはクランクシャフトとハイブリッド出力軸の間に連結し、第2クラッチは変速出力軸とハイブリッド出力軸の間に連結する。
補助力要求信号感知モジュールは、2つのペダルクランクの力を感知して補助力要求信号をコントロールモジュールに送信し、このコントロールモジュールは、その補助力要求信号に基づいてモーターシステムを起動し、偏心軸を回転させて補助力を生成し、補助力は段階プラネタリーギアと第2クラッチを経由してハイブリッド出力軸に伝達できる。

本考案の全体システムの断面図である。 本考案の全体システムの立体図である。 本考案の全体システムの平面図である。 本考案の駆動システムの断面図である。 本考案の駆動システムの一視点からの外観図である。 本考案の駆動システムの別の視点からの外観図である。

図1～図6に示されるように、本考案の主な構造特徴を示す具体的な実施例には、一つのシステム1、一つの駆動システム2、一つの補助力要求センサー3、および一つの該コントロールモジュール4が設置し、該モーターシステム1は、一つのモーターケース10、その内部に設置し、一つのステーター11、一つのローター12、一つの偏心軸13を設置し、該駆動システム2には、一つの変速機構20、一つのクランクシャフト21、一つのハイブリッド出力軸22、一つの第1クラッチ23、一つの第2クラッチ25が設置する。該ハイブリッド出力軸22は、少なくとも一つのギアプレート7と接続して連動する。該第1クラッチ23は該クランクシャフト21と該ハイブリッド出力軸22の間に接続し、該第2クラッチ25は該変速機構20と該ハイブリッド出力軸22の間に接続し、該クランクシャフト21は、該偏心軸13を貫通して相対的に回転でき、同軸に配置する。該クランクシャフト21の両端はそれぞれペダルクランク8と接続し、該補助力要求センサー3は、該2つのペダルクランク8の力を感知して補助力要求信号を該コントロールモジュール4に送信する。該コントロールモジュール4は、その補助力要求信号に基づいてモーターシステム1を起動し、該偏心軸13を回転させて補助力を生成し、この補助力は、該変速機構20と該第2クラッチ25を経由して該ハイブリッド出力軸22に伝達できる。

本考案の構造特徴は、該駆動システム2が該変速出力軸24、一体で固定された該駆動ケース26と該固定座27、および該駆動ケース26内に回転可能に設置された該段階プラネタリーギア28を設置し、該固定座27の内周には該第1インターナルギア270が設置し、該段階プラネタリーギア28は該偏心軸13の該偏心セクション131に回転可能に取り付ける。該段階プラネタリーギア28は、一体化された剛性構造の該第1エクスターナルギア280および該第2エクスターナルギア281を設置し、該第1エクスターナルギア280は、第1インターナルギア270と該第1のプラネタリー軌道に沿って噛み合い、該変速出力軸24の前部には該第2インターナルギア240があり、該第2インターナルギア240は該第2エクスターナルギア281と該第2のプラネタリー軌道に沿って噛み合い、該モーターケース10は該駆動ケース26と固定し、該固定座27は該駆動ケース26の後端に固定し、該モーターケース10と該駆動ケース26の間に設置する。該第2クラッチ25は、該変速出力軸24と該イブリッド出力軸22の間に接続し、該補助動力は、該変速出力軸24、該第2クラッチ25を経由してハイブリッド出力軸22に伝達できる。

図示例において、本考案の好ましい実施形態では、該補助力要求信号センサーモジュール3は、該第1ひずみゲージ31および該第2ひずみゲージ32を設置し、該第1ひずみゲージ31および該第2ひずみゲージ32は、それぞれ該クランクシャフト21に設置し、該クランクシャフト21の軸方向に沿って該第1クラッチ23の両側に間隔を空けて分離し、第1ひずみゲージ31および該第2ひずみゲージ32は、該クランクシャフト21の該両端がペダルクランク8の力を受けて変形する際に、補助力要求信号を生成し、該制御モジュール4は、該補助力要求信号に基づいてモーターシステム1を作動させ、補助動力を生成する。該補助動力は、該変速機構20、変速出力軸24、および該第2クラッチ25を介して該ハイブリッド出力軸22に伝達できる。

図示例において、本考案の好ましい実施形態では、該モーターシステム1の該ステーター11はモーターケース10に固定する。該ローター12はステーター11の内周に位置し、該偏心軸13の該主軸セクション130に固定し、該クランクシャフト21は、該主軸セクション130の内周を同軸に貫通し、相対的に回転可能である。図示例における本考案の実施可能な形態では、該第1外歯の外径と第2外歯の外径の比率、および第1内歯の内径と該第2内歯の内径の比率はそれぞれ1/3～1である。好ましくは、第1外歯の外径と第2外歯の外径の比率、および該第1内歯の内径と該第2内歯の内径の比率は1/3～9/10である。さらに好ましくは、該第1外歯の外径と該第2外歯の外径の比率、および該第1内歯の内径と該第2内歯の内径比例分別は3/5である。

図示例において、本考案の実施例には、該複数のボールベアリング5および1つのローラーベアリング6が設置し、該複数のボールベアリング5は、該クランクシャフト21と該ハイブリッド出力軸22の間、該ハイブリッド出力軸22と該ドライブケース26の間、該ドライブケース26と該変速出力軸24の間、該固定座27と主軸セクション130の間、該主軸セクション130と該モーターケース10の間、および該モーターケース10と該クランクシャフト21の間に設置し、該段階プラネタリーギア28と該偏心セクション131の間には該ローラーベアリング6が設置する。

図示例において、本考案の実施例では、該ハイブリッド出力軸22は、該変速出力軸24の内周に対して相対的に回転可能で同軸的に貫通し、該クランクシャフト21は、該ハイブリッド出力軸22の内周に対して相対的に回転可能で同軸的に貫通する。
該第1クラッチ23は、該クランクシャフト21の外周面と該ハイブリッド出力軸22の内周面の間に設置し、該第2クラッチ25は、該変速機構20の変速出力軸24の内周面と該ハイブリッド出力軸22の外周面の間に設置する。

上記の実施例説明により、本考案は下記の特徴を有することが確認し、該駆動システムの全体的な構造により、システム全体の構造がより精密で堅牢になる。また、該クランクシャフト21上に直接2つのひずみゲージ31を設置し、それぞれ該クランクシャフト21の両端にかかる踏み込みトルクによって生じる変形を感測し、補助力要求信号を正確かつ効率的に提供することができる。

1:モーターシステム
10:モーターケース
11:ステーター
12:ローター
13:偏心軸
130:主軸セクション
131:偏心セクション
2:駆動システム
20:変速機構
21:クランクシャフト
22:ハイブリッド出力軸
23:第1クラッチ
24:変速出力軸
240:第2インターナルギア
25:第2クラッチ
26:ドライブケース
27:固定座
270:第1インターナルギア
28:段階プラネタリーギア
280:第1エクスターナルギア
281:第2エクスターナルギア
3:補助力要求センサー
31:第1ひずみゲージ
32:第2ひずみゲージ

Claims (8)

1. 一つの、モーターシステム、一つの、駆動システム、一つの、補助力要求信号感測モジュールおよび制御モジュールを含み、該モーターシステムは、一つのモーターケースおよびその内部に設置し、
   一つのステーター、一つローター、一つの偏心軸を含み、該駆動システムは、一つの変速機構、一つのクランクシャフト、一つのハイブリッド出力軸、一つの第1クラッチおよび一つの第2クラッチを含み、該ハイブリッド出力軸は、少なくとも1つの歯車盤と連動して動作し、該第1クラッチはクランクシャフトと該ハイブリッド出力軸の間に接続され、該第2クラッチは変速機構と該ハイブリッド出力軸の間に接続し、
   該クランクシャフトは、該偏心軸を貫通して回転可能であり、該クランクシャフトの両端はそれぞれ二つのペダルクランクに接続し、該補助力要求信号該感測モジュールは二つのペダルクランクの施力を感知し、一つの補助力要求信号を該制御モジュールに提供し、該制御モジュールは、信号に基づいて該モーターシステムを起動し、
   該偏心軸を回転させて補助動力を生成し、該補助動力は該変速機構と該第2クラッチを経由してハイブリッド出力軸に伝達し、該駆動システムは、一つの変速出力輪軸、相互に固定された該伝動ケースおよび該固定座を含み、該伝動ケース内には該段階プラネタリーギアが回転可能に設置し、該固定座の内周には該第1内環歯車が設置し、該段階プラネタリーギアは該偏心軸の一つの偏心セクションに回転可能に設置し、
   該段階プラネタリーギアは、一つの該第1外環歯車と一つの第2外環歯車が剛体として一体化し、該第1外環歯車は該第1内環歯車と該第1のプラネタリー運動軌跡に沿って噛み合い、該変速出力輪軸の前部内周には一つの第2内環歯車があり、
   該第2内環歯車は該第2外環歯車と一つの第2のプラネタリー運動軌跡に沿って噛み合い、該モーターケースと該伝動ケースは組み合わせて固定し、該定座は該伝動ケースの後端に固定し、該モーターケースと該伝動ケースの間に設置し、該第2クラッチは変速出力輪軸と該ハイブリッド出力軸の間に接続し、該補助動力は変速出力輪軸、該第2クラッチを経由して該ハイブリッド出力軸に伝達できとを含むことを特徴とする電動補助自転車中置電機システム構造。
2. 該補助力要求信号感測モジュールは、一つの第1ひずみゲージおよび一つの第2ひずみゲージを含み、該第1ひずみゲージおよび該第2ひずみゲージはそれぞれ該クランクシャフトに設置し、該第1クラッチの両側で間隔を置いて設置し、
   該第1ひずみゲージおよび該第2ひずみゲージは、該クランクシャフトの両端にかかるペダルクランクの力によって生じる変形を感知し、補助力要求信号を制御モジュールに送信することを特徴とする請求項1記載の電動補助自転車中置電機システム構造。
3. 該第1外環歯車の外径と該第2外環歯車の外径の比率は1/3～1であり、該第1内環歯車の内径と該第2内環歯車の内径の比率は1/3～1であることを特徴とする請求項１記載の電動補助自転車中置電機システム構造。
4. 該第1外環歯車の外径と該第2外環歯車の外径の比率は1/3～9/10であり、該第1内環歯車の内径と該第2内環歯車の内径の比率は1/3～9/10であることを特徴とする請求項１記載の電動補助自転車中置電機システム構造。
5. 該第1外環歯車の外径と該第2外環歯車の外径の比率は3/5であり、該第1内環歯車の内径と該第2内環歯車の内径の比率は3/5であることを特徴とする請求項4記載の電動補助自転車中置電機システム構造。
6. 複数のボールベアリングおよび1つのローラーベアリングを含み、該複数のボールベアリングは、該クランクシャフトとハイブリッド出力軸の間、該ハイブリッド出力軸と伝動ケースの間、伝動ケースと変速出力輪軸の間、該固定座と該偏心軸の主軸セクションの間、一つのションと該モーターケースの間、該モーターケースと該クランクシャフトの間にそれぞれ設置し、該段階プラネタリーギアと該偏心セクションの間には該ローラーベアリングが設置することを特徴とする請求項1記載の電動補助自転車中置電機システム構造。
7. 該ハイブリッド出力軸は、該変速出力輪軸の内周に対して相対的に回転可能で、同軸的に貫通し、該クランクシャフトは該ハイブリッド出力軸の内周に対して相対的に回転可能で、同軸的に貫通し、該第1クラッチは、該クランクシャフトの外周面と該ハイブリッド出力軸の内周面の間に設置し、該第2クラッチは、該変速出力輪軸の内周面とハイブリッド出力軸の外周面の間に設置することを特徴とする請求項1記載の電動補助自転車中置電機システム構造。
8. 該ステーターはモーターケースに固定し、該ローターはステーターの内周に位置し、該偏心軸の主軸セクションに固定することを特徴とする、請求項1記載の電動補助自転車中置電機システム構造。