专利名称：混合动力载具驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动装置，尤指一种具有离合作用的混合动力载具驱动装置。
背景技术：
混合动力车辆指的是所有使用超过一种燃料或能量来源的车辆，而驱动系统可以有一套或多套。常见的混合动力车辆有油电混合动力车(Hybrid Electric Vehicle简称HE V)及电动自行车(Motorized Bicycle/Electric Bicycle)。以电动自行车为例，它包括一人力驱动机构，向后轮传达来自踏板的人力驱动力，及一电动驱动机构，以驱动曲柄轴、前轮轴或后轮轴的马达为动力源。然而，因为电动驱动机构和人力驱动机构经常连结的关系，因此一旦在骑乘途中因为故障或蓄电池电力耗尽时，就必须改用人力踩踏，此时除了得克服电动自行车本身的重量外，还得增加额外的踏力去克服电动驱动机构所带来的阻力，导致在踩踏时非常吃力，而失去自行车原有的便利性。为了克服上述问题，因此有很多不同的技术方案被提出。例如，台湾发明第1296597号“电动脚踏车驱动机构”、新型第M345033号“电动、脚踏双用自行车之省力装置”等，是利用棘轮和棘齿的自由轮(一种离合器)原理，当以马达驱动时，不会向曲柄轴传达动力；反之，以人力驱动时，则不用带动马达。又如，台湾新型第M416565号“离合式自行车电力驱动装置及其离合式驱动器”，则是采用兼具轴承及离合器功能的单向轴承，达到人力与马达动力互不干扰的目的。
发明内容
本发明的目的在提供一种崭新的混合动力载具驱动装置，可在以马达驱动时，向出力轴传达旋转运动；以出力轴为主动轴时，则使出力轴和电动驱动机构脱离，由于负荷较少的关系，动力的损失也很少，可以轻快地传达动力。具体实现本发明的混合动力载具驱动装置，包含一出力轴；一马达，用以产生一动力，该动力通过一支撑于该出力轴旋转的主轴输出；一减速机构，具有一入力齿轮连结在该马达主轴上，及一出力齿轮支撑于该出力轴旋转，以将该马达主轴的转速降低，同时提升输出扭力；一连动中心轴，与该减速机构的出力齿轮连结而支撑于该出力轴旋转，并具有至少一设置在其外周部的切面；一连动套管，连结在该出力轴上；及至少一滚子轴承，被夹持在该连动套管的内周面和该连动中心轴的切面之间的间隙内运动。所述减速机构为行星齿轮装置。在另一实施例中，所述混合动力载具驱动装置，包含:一出力轴；一马达，用以产生一动力，该动力通过一主轴输出；一减速机构，具备一与该马达主轴连结的入力齿轮，及一支撑于该出力轴旋转而与该入力齿轮衔接的出力齿轮，以将该马达主轴的转速降低，同时提升输出扭力；一连动中心轴，与该减速机构的出力齿轮连结而支撑于该出力轴旋转，并具有至少一设置在其外周部的切面；一连动套管，连结在该出力轴上；及至少一滚子轴承，被夹持在该连动套管的内周面和该连动中心轴的切面之间的间隙内运动。所述减速机构的入力齿轮和出力齿轮为斜齿轮，或者所述入力齿轮采用蜗杆，所述出力齿轮使用蜗轮。所述连动套管通过一单向传动装置支撑于所述出力轴转动。所述单向传动装置包括单向轴承。所述混合动力载具驱动装置又包含一介于所述连动套管和所述滚子轴承之间的从动轴套。本发明的功效在于:当以马达为动力源时，可向出力轴传达旋转运动；反之，在马达停止运转而以出力轴为主动轴时，则使其与减速机构和马达的结合予以解开，使出力轴因为少了电动驱动机构的负荷，而可轻快地传达动力。至于本发明的技术内容及其它目的与特点参照下面配合附图的实施例说明即可完全明白。
图1为本发明的第一实施例轴向剖面图。图2为沿图1中2-2线的剖面图。图3为本发明的第二实施例轴向剖面图。图4为沿图3中4-4线的剖面图。附图标记10、10a驱动装置 11出力轴 12、12a马达 13、13a减速机构14连动中心轴15连动套管16从动轴套17滚子轴承18轴承19管状壳体20大齿盘21、21a主轴22轴承23入力齿轮24轴承25出力齿轮26切面27中间齿轮28间隙29入力齿轮30出力齿轮
具体实施例方式图1为本发明混合动力载具驱动装置10的轴向剖面，图2为其径向剖面，并以应用于电动自行车来说明本发明的技术内容。该驱动装置10包括有出力轴11、马达12、减速机构13、连动中心轴14、连动套管15、从动轴套16及滚子轴承17。其中:出力轴11在电动自行车中，出力轴11即为曲柄轴(Crankshaft)，其两端由轴承18支撑于自行车车架的底部托架(Bottom Bracket)的管状壳体(俗称五通管)19为转动自如。出力轴11的两端则有曲柄(图未示)，左、右曲柄的末端各有踏板(图未示)，右曲柄内侧则有大齿盘20。右曲柄和出力轴11也可为一体成型。马达12是将蓄电池(图未示)或其它能源如太阳能供应的电能转变成动能，使自行车运动的动力来源。所述马达12产生的动能通过一主轴21输出，该主轴21由轴承22支撑于出力轴11旋转。减速机构13是将马达主轴21的转速降低，同时提升输出扭力的装置。在附图的实施例中，减速机构13采用行星齿轮装置(Planetary Gears)，主要包括一结合在马达主轴21上的入力齿轮23、一对与入力齿轮23外接的中间齿轮27，及一与中间齿轮27内接的出力齿轮25。其它已知的齿轮减速装置等也可采用，不受行星齿轮装置的限制。连动中心轴14连结在减速机构13的出力齿轮25上，并由轴承24支撑于出力轴11转动而随着出力齿轮25旋转。在附图的实施例中，连动中心轴14和减速机构13由同一轴承24所支撑，但也可由不同的轴承分别支撑而绕出力轴11转动。又，连动中心轴14具有至少一设置在其外周部的切面26。在如图所示的较佳实施例中，连动中心轴14包含一对相对应的切面26分别相隔180度设置在其外周部。连动套管15连结在出力轴11上而与之同步旋转。连动套管15也可通过单向轴承(图未示)支撑于出力轴11转动。单向轴承具有轴承加离合器的作用，也就是，连动套管15为主动件时，可带动出力轴11同转；反向传动时，出力轴11为空转状态，不会向连动套管15传达旋转。其它单向传动装置也可采用，不受单向轴承的限制。因为单向传动装置属习用技术，故进一步说明实无必要。从动轴套16设置在连动套管15的内部，两者以摩擦传动原理向对方传达旋转运动，也就是，当连动套管15为主动件时，从连动套管15向从动轴套16传达旋转运动；当从动轴套16为主动件时，则自从动轴套16向连动套管15传达旋转运动。滚子轴承(Roller Bearing) 17与连动中心轴14的切面26同样成对配置,每一滚子轴承17被夹持在一切面26和从动轴套16的内周面之间的间隙28内运动，同时藉线支撑而承受着力量。如以上所说明的驱动装置10，当使用马达12产生的动力驱动自行车时，马达主轴21的运转速度经减速机构13降低后，使结合在减速机构13的出力齿轮25的连动中心轴14同步转动，并通过连动中心轴14的切面26带动滚子轴承17在该切面26和从动轴套16的内周面之间的间隙28内运动，而滚子轴承17则通过其法线方向的摩擦力驱动从动轴套16旋转，再通过从动轴套16向连动套管15与出力轴11传达相同的转动，使连结于出力轴11的大齿盘20同转，最后通过链条(图未示)向飞轮(图未示)传达旋转运动，进而使后轮(图未示)转动，于是自行车便能运动。简单的说，电动驱动时的传动路径为:马达主轴21 —减速机构13 —连动中心轴14 —滚子轴承17 —从动轴套16 —连动套管15 —出力轴11 —大齿盘20 —链条一飞轮一后轮。当以人力驱动自行车时，经由双脚踩踏板使出力轴11和大齿盘20转动，然后通过链条向飞轮传达旋转运动，进而使后轮转动，于是自行车便能运动。又，在脚踏传动模式下，当出力轴11旋转时，连结于出力轴11的连动套管15会随其同转，并从连动套管15向从动轴套16传达相同的转动，此时由于从动轴套16的内周面与滚子轴承17的外周面为滚动接触，使从动轴套16不能通过滚子轴承17带动连动中心轴14，继续向减速机构13和马达12传达旋转运动，使踩踏运动因为负荷较少的关系，动力的损失也很少，而可轻快地踩踏。简单的说，人力驱动时的传动路径为:出力轴11 —大齿盘20—链条一飞轮一后轮。至于人力驱动在传动途中与减速机构13和马达12分离的路径为:出力轴11 —连动套管15 —从动轴套16 —滚子轴承17。事实上，从动轴套16也可省略不要，而由滚子轴承17直接连结并驱动连动套管15。
上述驱动装置10被安置在管状壳体19内，从电动自行车外部看去，完全看不到驱动装置10，因此可确保电动自行车的整体外观。但本发明并非限制于上述实施例，其可为其它不同的型态。举例而言，可如图3和图4所示的驱动装置10a，将马达12a固定在车架的立管(图未示)上，减速机构13a包括一与马达主轴21a连结的入力齿轮29，及一由轴承24支撑于出力轴11旋转的出力齿轮30，两齿轮29、30衔接成直角，以降低马达主轴21a的转速并提升输出扭力。在附图的实施例中，入力齿轮29和出力齿轮30为斜齿轮(BevelGear)，但也可是入力齿轮29采用蜗杆，出力齿轮30使用蜗轮。所述减速机构13a与连动中心轴14、连动套管15、从动轴套16及滚子轴承17同样设置在底部托架的管状壳体19内。因为第二实施例与第一实施例的主要差异在马达的设置位置，前者设置在车架的立管上，后者隐藏在底部托架的管状壳体19内，其余部分完全相同，因此与第一实施例相同的部分均以相同的符号标示，且先前对于第一实施例的说明也适用于第二实施例，不再赘述。需知，本发明除了适用于电动自行车外，也可实施在其它混合动力载具，不受自行车的限制。当然，上述实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的全部事项应视为例示性，而非用以限制本发明的权利要求。
权利要求
1.一种混合动力载具驱动装置，其特征在于，包含: 一出力轴； 一马达，用以产生一动力，该动力通过一支撑于该出力轴旋转的主轴输出； 一减速机构，具有一入力齿轮连结在该马达主轴上，及一出力齿轮支撑于该出力轴旋转，以将该马达主轴的转速降低，同时提升输出扭力； 一连动中心轴，与该减速机构的出力齿轮连结而支撑于该出力轴旋转，并具有至少一设置在其外周部的切面； 一连动套管，连结在该出力轴上 '及 至少一滚子轴承，被夹持在该连动套管的内周面和该连动中心轴的切面之间的间隙内运动。
2.如权利要求1所述的混合动力载具驱动装置，其特征在于，所述减速机构为行星齿轮装置。
3.一种混合动力载具驱动装置，其特征在于，包含: 一出力轴； 一马达，用以产生一动力，该动力通过一主轴输出； 一减速机构，具备一与该马达主轴连结的入力齿轮，及一支撑于该出力轴旋转而与该入力齿轮衔接的出力齿轮，以将该马达主轴的转速降低，同时提升输出扭力； 一连动中心轴，与该减速机构的出力齿轮连结而支撑于该出力轴旋转，并具有至少一设置在其外周部的切面； 一连动套管，连结在该出力轴上；及 至少一滚子轴承，被夹持在该连动套管的内周面和该连动中心轴的切面之间的间隙内运动。
4.如权利要求3所述的混合动力载具驱动装置，其特征在于，所述减速机构的入力齿轮和出力齿轮为斜齿轮。
5.如权利要求3所述的混合动力载具驱动装置，其特征在于，所述入力齿轮采用蜗杆，所述出力齿轮使用蜗轮。
6.如权利要求1至5中任一项所述的混合动力载具驱动装置，其特征在于，所述连动套管通过一单向传动装置连结所述出力轴。
7.如权利要求6所述的混合动力载具驱动装置，其特征在于，所述单向传动装置包括单向轴承。
8.如权利要求1至5中任一项所述的混合动力载具驱动装置，其特征在于，其中又包含一介于所述连动套管和所述滚子轴承之间的从动轴套。
全文摘要
一种混合动力载具驱动装置，包含出力轴；马达，用以产生动力，该动力通过支撑于该出力轴旋转的主轴输出；减速机构，具有入力齿轮连结在该马达主轴上，及出力齿轮支撑于该出力轴旋转，以将该马达主轴的转速降低，同时提升输出扭力；连动中心轴，与该减速机构的出力齿轮连结而支撑于该出力轴旋转，并具有至少一设置在其外周部的切面；连动套管，连结在该出力轴上；及至少一滚子轴承，被夹持在该连动套管的内周面和该连动中心轴的切面之间的间隙内运动。该混合动力载具驱动装置可在以马达驱动时，向出力轴传达旋转运动；以出力轴为主动轴时，则使出力轴和电动驱动机构脱离，由于负荷较少的关系，动力的损失也很少，可以轻快地传达动力。
文档编号B62M11/14GK103192937SQ201210003678
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者王清风 申请人:乐荣工业股份有限公司