一种离合式链轮驱动装置的制作方法

本发明属于电动自行车及自行车技术领域，具体涉及一种离合式链轮驱动装置。

背景技术：

现有的电动自行车后轮驱动结构是，电机轮安装在后轮轴上，电机轮的电机端盘上设置有用于安装飞轮(即链轮)的螺纹口，飞轮通过螺纹安装在该螺纹口上实现与电机轮固定安装，飞轮外圈上有一圈齿牙，以使飞轮外圈通过链条与曲柄轮盘链接，实现链传动，并且飞轮的内部采用棘轮棘爪结构以保证骑行的单向传动，这种飞轮传动结构存在以下问题：

1.飞轮始终随电机轮一起运转，大大增加了飞轮的工作时长，又由于飞轮内具有棘轮棘爪结构来保证骑行的单向传动，使得飞轮内部的棘轮棘爪结构容易发生损伤，导致飞轮使用寿命较低。

2.飞轮长时间工作老化后，容易发生曲柄跟转的情况(电机轮运转时，由于飞轮内部老化摩擦力增大，可能会带动飞轮外圈转动，进而飞轮外圈带动链条转动，链条带动曲柄跟转)，曲柄跟转会造成车助力传感器发出助力信号给控制器，控制器误以为客户使用助力功能，造成飞车，对客户出行安全带来隐患。

3.飞轮长时间工作老化后，电机轮带动飞轮运转时，会发生较大噪音。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种离合式链轮驱动装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种离合式链轮驱动装置，包括轮轴、侧部端盘、链轮套筒、内套筒、弹性垫圈和拨扭；

所述侧部端盘转动安装在轮轴上，侧部端盘上设置有齿牙；

所述内套筒固定安装在轮轴上，弹性垫圈固定安装在内套筒的内端面；

所述拨扭活动套装在轮轴上并安装在弹性垫圈内侧，拨扭上设置有拨齿，当拨扭向侧部端盘方向运动后，拨扭的拨齿能够与侧部端盘上的齿牙相啮合；

所述链轮套筒通过轴承安装在内套筒上，链轮套筒的外侧一端具有链轮，用于与链条连接；链轮套筒的内侧一端具有一圈圆筒，在该圆筒的筒壁上设置有用于与所述拨扭的拨齿配合的导向槽道，拨扭的拨齿位于该导向槽道中。

在上述技术方案中，链轮套筒的筒壁上还设置有一圈凸缘，在侧部端盘的外侧端设有内齿圈，内齿圈的内壁设置所述齿牙，链轮套筒的筒壁上的凸缘位于侧部端盘上的内齿圈的外端面，与内齿圈的外端面为间隙配合，形成动密封，放置外部灰尘进入。

在上述技术方案中，在链轮套筒和内套筒的外侧端设置有外端盘，该外端盘通过螺纹套装在轮轴上，用于实现对链轮套筒和内套筒的外侧定位。

在上述技术方案中，轮轴上沿其轴向铣有安装平面，安装平面的数量为两个，对称布置；所述内套筒和所述弹性垫圈套装在具有该安装平面的轮轴轴段上，内套筒的内径形状和弹性垫圈的内径形状与该轮轴轴段形状相匹配，从而限制内套筒和弹性垫圈的转动自由度；在轮轴的安装平面终端部位设置有扩径阶梯，该扩径阶梯用于对弹性垫圈进行安装限位。

在上述技术方案中，所述弹性垫圈上沿其圆周分布有多个凸起弹性片，该凸起弹性片是在弹性垫圈实体上冲裁形成，冲裁后在弹性垫圈上形成镂空，即每个凸起弹性片对应一个镂空。

在上述技术方案中，在拨扭的与弹性垫圈相对的一面上设置用与弹性垫圈上的凸起弹性片位置对应的凹腔，当弹性垫圈的凸起弹性片完全置入拨扭的凹腔中时，拨扭处于与内齿圈的齿牙的分离状态，当链条驱动链轮套筒转动，链轮套筒进而带动拨扭转动，拨扭转动时，弹性垫圈的凸起弹性片脱离拨扭的凹腔，进而凸起弹性片会促使拨扭向电机端盘方向移动。

在上述技术方案中，内套筒的内端面设置有与弹性垫圈上的凸起弹性片位置对应的凹槽，这样当弹性垫圈上的凸起弹性片被压向内套筒方向时，凸起弹性片能够进入内套筒内端面的凹槽中。

在上述技术方案中，侧部端盘上的内齿圈的齿牙采用单向传动齿牙，每个齿牙包括第一齿面和第二齿面，第一齿面与齿根面的夹角小于或等于90度，第二齿面与齿根面的夹角大于120度，当拨扭的拨齿与内齿圈的齿牙第一齿面作用时，拨齿能够与内齿圈的齿牙啮合，拨扭会驱动内齿圈转动，当拨扭的拨齿与内齿圈的齿牙第二齿面作用时，第二齿面与拨齿无法啮合，拨扭的拨齿会沿第二齿面退出齿牙。

在上述技术方案中，所述侧部端盘固定安装在自行车车轮的侧面。

在上述技术方案中，所述侧部端盘为电动自行车的电机端盘。

所述离合式电动自行车链轮驱动机构的运行方法如下：

骑行者向前骑行时，链条驱动链轮套筒正向运转时，链轮套筒的导向槽道会带动拨扭正向转动，拨扭正向转动时弹性垫圈上的凸起弹性片会驱动拨扭向侧部端盘方向运动，进而实现拨扭与侧部端盘上内齿圈的齿牙啮合，驱动侧部端盘转动；

当骑行者停止骑行后，车体继续向前运动，此时侧部端盘随车轮正向转动，侧部端盘内齿圈的齿牙的第二齿面会促使拨扭的拨齿沿第二齿面退出齿牙，从而不会带动链轮套筒转动；

当骑行者向后踩踏脚蹬时，链条驱动链轮套筒反向运转，此时链轮套筒的导向槽道会带动拨扭反向转动，拨扭反向转动时弹性垫圈上的凸起弹性片也会驱动拨扭向侧部端盘反向运动，但是由于拨扭反向转动时，拨扭的拨齿是与侧部端盘内齿圈的齿牙的第二齿面作用，因此拨扭不会驱动侧部端盘反向运动，而是侧部端盘的齿牙的第二齿面会促使拨扭的拨齿沿第二齿面退出齿牙，同时拨扭压缩弹性垫圈上的凸起弹性片。

本发明的优点和有益效果为：

1.本发明的链轮(链轮套筒)不会发生退丝脱离的风险。

2.本发明只有在正向骑行状态下链轮(即链轮套筒)才会与电机轮啮合传动，从而大大减少了链轮的工作时长，延长了链轮的使用寿命；并且减少了链轮运转噪音，避免了跟转的情况发生。

3.本发明的链轮(即链轮套筒)内部没有棘轮棘爪机构，从而增加了链轮的工作稳定性和使用寿命。

4，本发明的链轮直接安装在轮轴上，相比传统的链轮安装在电机端盘的螺纹口上，其内径更小，因此，有利于缩小链轮的尺寸，车型设计更加美观。

附图说明

图1是本发明的离合式链轮驱动装置的立体结构示意图。

图2是本发明的离合式链轮驱动装置的剖视图。

图3是本发明的离合式链轮驱动装置去掉电机端盘后的立体结构示意图。

图4是本发明中的弹性垫圈的示意图。

图5是本发明中的拨扭的示意图。

图6是本发明的离合式链轮驱动装置的内套筒和轮轴安装示意图。

图7是本发明的离合式链轮驱动装置的内套筒、轮轴、拨扭和电机端盘组合安装示意图。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

参见附图，一种离合式链轮驱动装置，包括轮轴1、电机端盘2、链轮套筒3、内套筒4、弹性垫圈5和拨扭6。

所述电机端盘2转动安装在轮轴1上，电机端盘的外侧端通过螺纹连接有内齿圈2-1，内齿圈的内壁设置有一圈齿牙a，或者所述内齿圈也可以和电机端盘为一体式结构，不需要通过螺纹连接。

所述内套筒4固定安装在轮轴1上，弹性垫圈5固定安装在内套筒的内端面(内套筒的内端面是指内套筒的面向电机端盘的一面)。

所述拨扭6活动套装在轮轴1上并安装在弹性垫圈5内侧(弹性垫圈的内侧是指弹性垫圈的面向电机端盘方向一侧)，拨扭6上设置有两个拨齿6-1，当拨扭6沿轮轴轴向向电机端盘方向运动一定距离后，拨扭6的拨齿6-1能够与电机端盘的内齿圈的齿牙a相啮合。

所述链轮套筒3通过轴承7安装在内套筒4上，能够自由的在内套筒4上转动，链轮套筒3的结构为：链轮套筒3的外侧一端具有链轮3-1，用于与链条连接；链轮套筒3的内侧一端具有一圈圆筒3-2，该圆筒的直径大于弹性垫圈的直径且小于电机端盘2上的内齿圈的内径，在该圆筒3-2的筒壁上设置有用于与所述拨扭6的拨齿6-1配合的导向槽道3-21，拨扭6的拨齿位于该导向槽道中；进一步的，链轮套筒3的筒壁上还设置有一圈凸缘3-3，该凸缘位于电机端盘2上的内齿圈2-1的外端面，与内齿圈的外端面为间隙配合，形成动密封，放置外部灰尘进入。

进一步的说，在链轮套筒3和内套筒4的外侧端设置有外端盘8，该外端盘通过螺纹套装在轮轴1上，用于实现对链轮套筒3和内套筒4的外侧定位。

进一步的说，所述轮轴1的外侧轴段上设置有螺纹用于安装所述外端盘8，并且轮轴上沿其轴向铣有安装平面1-1，安装平面的数量为两个，对称布置；所述内套筒4和所述弹性垫圈5套装在具有该安装平面的轮轴轴段上，内套筒4的内径形状和弹性垫圈5的内径形状与该轮轴轴段形状相匹配，从而限制了内套筒和弹性垫圈的转动自由度，不会与轮轴发生相对转动；在轮轴的安装平面终端部位设置有扩径阶梯1-2，该扩径阶梯用于对弹性垫圈5进行安装限位，即内套筒和弹性垫圈套装在具有安装平面的轮轴轴段上后，将外端盘8螺旋安装进轮轴，使弹性垫圈5顶紧该扩径阶梯1-2，外端盘8顶紧内套筒4，从而实现内套筒和弹性垫圈与轮轴的固定安装。

进一步的说，参见附图4，所述弹性垫圈5上沿其圆周分布有多个凸起弹性片5-1，该凸起弹性片是在弹性垫圈实体上冲裁形成，冲裁后在弹性垫圈上形成镂空，即每个凸起弹性片对应一个镂空。

进一步的说，参见附图5，在拨扭6的与弹性垫圈5相对的一面上设置用与弹性垫圈上的凸起弹性片5-1位置对应的凹腔6-2，当弹性垫圈5的凸起弹性片5-1完全置入拨扭6的凹腔6-2中时，拨扭处于与内齿圈的齿牙a的分离状态，当链条驱动链轮套筒3转动，链轮套筒3进而带动拨扭6转动，拨扭6转动时，弹性垫圈5的凸起弹性片5-1脱离拨扭6的凹腔6-2，进而凸起弹性片5-1会促使拨扭6向电机端盘方向移动。

进一步的说，参见附图6，内套筒4的内端面设置有与弹性垫圈上的凸起弹性片位置对应的凹槽4-1，这样当弹性垫圈上的凸起弹性片5-1被压向内套筒4方向时，凸起弹性片能够进入内套筒内端面的凹槽4-1中。

进一步的说，参见附图7，电机端盘上的内齿圈的齿牙a采用单向传动齿牙，每个齿牙包括第一齿面和第二齿面，第一齿面与齿根面的夹角小于或等于90度，第二齿面与齿根面的夹角大于120度，当拨扭6的拨齿与内齿圈的齿牙第一齿面作用时，拨齿能够与内齿圈的齿牙啮合，拨扭6会驱动内齿圈转动，当拨扭6的拨齿与内齿圈的齿牙第二齿面作用时，第二齿面与拨齿无法啮合，拨扭6的拨齿会沿第二齿面退出齿牙。

所述离合式链轮驱动装置的运行方法如下：

骑行者向前骑行时，链条驱动链轮套筒3正向运转时，链轮套筒3的导向槽道会带动拨扭6正向转动，拨扭6转动时弹性垫圈5上的凸起弹性片会驱动拨扭6向电机端盘方向运动，进而实现拨扭6与电机端盘2上内齿圈的齿牙a啮合，驱动电机端盘2转动。

当骑行者停止骑行后，车体继续向前运动，此时电机端盘2正向转动，电机端盘2内齿圈的齿牙的第二齿面会促使拨扭6的拨齿沿第二齿面退出齿牙，从而不会带动链轮套筒3转动。

当骑行者向后踩踏脚蹬时，链条驱动链轮套筒反向运转，此时链轮套筒3的导向槽道会带动拨扭6反向转动，拨扭6反向转动时弹性垫圈上的凸起弹性片也会驱动拨扭6向电机端盘反向运动，但是由于拨扭6反向转动时，拨扭6的拨齿是与电机端盘2内齿圈的齿牙的第二齿面作用，因此拨扭6不会驱动电机端盘反向运动，而是电机端盘的齿牙的第二齿面会促使拨扭6的拨齿沿第二齿面退出齿牙，同时拨扭6压缩弹性垫圈上的凸起弹性片(凸起弹性片进入内套筒内端面的凹槽4-1中)。

实施例二

实施例一是针对电动自行车，本装置也可以应用于自行车技术领域，与实施例一不同之处在于：将实施例一中的电机端盘2替换为侧部端盘，该侧部端盘安装在自行车车轮的侧面即可，侧部端盘的外侧端也具有内齿圈，内齿圈的内壁也设置有一圈齿牙，其余结构和工作原理与实施例一相同。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。