自行车中置助力电机及电助力自行车

技术领域

本申请涉及自行车技术领域，具体而言，涉及一种自行车中置助力电机及电助力自行车。

背景技术

电助力自行车已具备基本的骑行，助力，显示速度，显示电池电压，记录里程等功能。电助力自行车的电机通常是安装在车轮轮毂处的轮毂电机，和安装在电助力自行车的车架五通管处的中置电机。虽然中置电机的电助力自行车一般会具有较好的骑行体验，但是现有技术提供的中置电机通常需要较为复杂的结构来实现。其中，现有技术在中置助力电机内通常设置单向离合器或者超越离合器等复杂结构实现链盘的单向传动，不利于中置电机结构的简化。

发明内容

本申请的目的在于提供一种自行车中置助力电机及电助力自行车，其通过简单的结构能够实现链盘的单向传动，使得中置电机的内部结构得到优化。

本申请的实施例是这样实现的：

一方面，本申请实施例提供了一种自行车中置助力电机，包括转动轴以及输出齿轮盘；所述转动轴穿设在所述输出齿轮盘上，且所述输出齿轮盘与所述转动轴的中心轴线重合；所述转动轴上套设有第一连接环，所述输出齿轮盘上有同轴设置的第二连接环；所述第二连接环的内径大于所述第一连接环的外径，所述第一连接环设置在所述第二连接环内；所述第二连接环的内环面上设置有棘齿；所述第一连接环的外环面上设置有卡簧结构；所述输出齿轮盘受驱正向转动，所述卡簧结构与所述棘齿抵持卡接并通过所述转动轴带动链盘正向转动；链盘受驱带动转动轴反向转动，所述卡簧结构与所述棘齿相对运动。

作为一种可选的实施方式，所述第二连接环嵌入所述输出齿轮盘，使所述第一连接环以及第二连接环与所述输出齿轮盘共面。

作为一种可选的实施方式，所述输出齿轮盘上设置有轴套结构，所述轴套结构与所述转动轴同轴设置；所述转动轴上套设有连接轴承；所述轴套结构内壁与所述连接轴承外壁配合连接。

作为一种可选的实施方式，所述转动轴上同轴设置有链盘；所述链盘包括转盘与环形链轮；所述转盘中部套设在所述转动轴上；所述环形链轮沿所述转盘的周向边缘设置；所述转盘包括多个沿周向间隔分布的爪片，所述环形链轮上设有多个连接部；所述连接部与所述爪片通过连接件一一对应连接。

作为一种可选的实施方式，所述环形链轮位于所述转盘靠近所述输出齿轮盘的侧面；所述转盘远离所述输出齿轮盘的侧面设置有链轮防护罩。

作为一种可选的实施方式，所述转动爪片、链轮防护罩以及环形链轮上均设置有通孔；所述连接件为固定销轴，所述固定销轴依次穿设在所述链轮防护罩、转动爪片以及环形链轮的通孔中。

作为一种可选的实施方式，还包括电机壳体，所述电机壳体内部设置有马达与齿轮减速机构；所述马达的动力输出轴通过所述齿轮减速机构驱动所述输出齿轮盘转动。

作为一种可选的实施方式，所述齿轮减速机构包括同轴设置的第一减速齿轮与第二减速齿轮；所述第一减速齿轮与所述马达的动力输出轴啮合；所述第二减速齿轮与所述输出齿轮盘啮合。

作为一种可选的实施方式，所述电机壳体包括左壳体与右壳体；所述左壳体与所述右壳体扣合形成安装腔室；所述齿轮减速机构与输出齿轮盘均设置在安装腔室内部。

作为一种可选的实施方式，所述第一连接环的外环面沿周向设置有多个间隔分布的凹槽；所述卡簧结构包括与所述凹槽连接的安装部，以及设置在所述安装部上与所述棘齿连接的卡接部。

另一方面，本申请实施例还提供了一种电助力自行车，包括自行车车架以及如上所述的自行车中置助力电机；所述自行车中置助力电机安装在所述自行车车架上；所述自行车中置助力电机的转动轴两端分别通过曲轴连接脚踏板。

本申请实施例的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种自行车中置助力电机，包括转动轴、链盘以及输出齿轮盘；转动轴穿设在链盘与输出齿轮盘上，且链盘、输出齿轮盘以及转动轴的中心轴线重合；转动轴上套设有第一连接环，输出齿轮盘上有同轴设置的第二连接环；本申请实施例第二连接环的内径大于第一连接环的外径，并将第一连接环设置在第二连接环内，使得第一连接环与第二连接环处于同一平面。本申请实施例在第二连接环的内环面上设置有棘齿；第一连接环的外环面上设置有卡簧结构；输出齿轮盘受驱正向转动，卡簧结构与棘齿抵持卡接并通过转动轴带动链盘正向转动；链盘受驱带动转动轴反向转动，卡簧结构与棘齿相对运动。相较于现有技术，本申请实施例通过在第二连接环的内环面设置一圈棘齿，以及在套设在转动轴的第一连接环上设置卡簧结构，使得输出齿轮盘与转动轴能够实现单向连动，能够有效简化中置电机内的离合结构。因此本申请实施例能够使得中置助力电机内部的结构更加紧凑，结构更加简单。

本申请实施例提供了一种电助力自行车，包括自行车车架以及如上的自行车中置助力电机；自行车中置助力电机安装在自行车车架上；自行车中置助力电机的转动轴两端分别通过曲轴连接脚踏板。本申请实施例提供的电助力自行车能够通过简单可靠的结构实现输出齿轮盘与转动轴的单向连动，有利于缩减电机重量与体积，便于使得使用者得到较好的骑行体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例自行车中置助力电机的结构示意图之一；

图2为本申请实施例自行车中置助力电机的结构示意图之二；

图3为本申请实施例自行车中置助力电机的结构示意图之三；

图4为本申请实施例自行车中置助力电机的结构示意图之四；

图5为本申请实施例自行车中置助力电机的结构示意图之五；

图6为本申请实施例自行车中置助力电机的结构示意图之六；

图7为本申请实施例自行车中置助力电机的结构示意图之七。

图标：100-转动轴；101-链盘；102-输出齿轮盘；103-第一连接环；104-第二连接环；105-棘齿；106-卡簧结构；107-轴套结构；108-连接轴承；109-转盘；110-环形链轮；111-爪片；112-连接部；113-连接件；114-链轮防护罩；115-电机壳体；116-马达；117-齿轮减速机构；118-第一减速齿轮；119-第二减速齿轮；120-凹槽；121-密封圈；122-左壳体；123-右壳体；124-上壳体；125-下壳体；126-侧部护盖。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

电助力自行车的电机通常是安装在车轮轮毂处的轮毂电机，和安装在电助力自行车的车架五通管处的中置电机。虽然中置电机的电助力自行车一般会具有较好的骑行体验，但是现有技术提供的中置电机通常需要较为复杂的结构来实现。其中，现有技术在中置助力电机内通常设置单向离合器或者超越离合器等复杂结构实现链盘的单向传动，不利于中置电机结构的简化。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种自行车中置助力电机及电助力自行车。

参照图1、图2以及图3所示，本申请实施例提供了一种自行车中置助力电机，包括转动轴100、链盘101以及输出齿轮盘102；转动轴100穿设在链盘101与输出齿轮盘102上，且链盘101、输出齿轮盘102以及转动轴100的中心轴线重合；转动轴100上套设有第一连接环103，输出齿轮盘102上有同轴设置的第二连接环104；第二连接环104的内径大于第一连接环103的外径，第一连接环103设置在第二连接环104内；第二连接环104的内环面上设置有棘齿105；第一连接环103的外环面上设置有卡簧结构106；输出齿轮盘102受驱正向转动，卡簧结构106与棘齿105抵持卡接并通过转动轴100带动链盘101正向转动；链盘101受驱带动转动轴100反向转动，卡簧结构106与棘齿105相对运动。

需要说明的是，本申请实施例中的第二连接环104可以设置在输出齿轮盘102的一侧面，或者是设置在沿轴向分布的两个侧面，也可将第二连接环104嵌设在输出齿轮盘102内，使得第二连接环104与输出齿轮盘102共面。对此本领域内技术人员可根据需要进行选择，在此不做特殊限定。

其中，设置在第二连接环104内环面的棘齿105沿内环面周向连续设置，形成棘齿105圈。第一连接环103的外环面上设置有卡簧结构106，卡簧结构106可以有多个且沿第一连接环103的外环面的周向间隔分布。需要说明的是，棘齿105圈所在平面与多个卡簧结构106所在的平面为一个平面，确保卡簧结构106能够与棘齿105稳定接触，实现正向转动抵持卡接，反向转动卡接脱落实现相对运动。

本申请实施例提供了一种自行车中置助力电机，包括转动轴100、链盘101以及输出齿轮盘102；转动轴100穿设在链盘101与输出齿轮盘102上，且链盘101、输出齿轮盘102以及转动轴100的中心轴线重合；转动轴100上套设有第一连接环103，输出齿轮盘102上有同轴设置的第二连接环104；本申请实施例第二连接环104的内径大于第一连接环103的外径，并将第一连接环103设置在第二连接环104内，使得第一连接环103与第二连接环104处于同一平面。本申请实施例在第二连接环104的内环面上设置有棘齿105；第一连接环103的外环面上设置有卡簧结构106；输出齿轮盘102受驱正向转动，卡簧结构106与棘齿105抵持卡接并通过转动轴100带动链盘101正向转动；链盘101受驱带动转动轴100反向转动，卡簧结构106与棘齿105相对运动。相较于现有技术，本申请实施例通过在第二连接环104的内环面设置一圈棘齿105，以及在套设在转动轴100的第一连接环103上设置卡簧结构106，使得输出齿轮盘102与转动轴100能够实现单向连动，能够有效简化中置电机内的离合结构。因此本申请实施例能够使得中置助力电机内部的结构更加紧凑，结构更加简单。

参照图3所示，作为一种可选的实施方式，第一连接环103的外环面沿周向设置有多个间隔分布的凹槽120；卡簧结构106包括与凹槽120连接的安装部，以及设置在安装部上与棘齿105连接的卡接部。

参照3所示，示例性的，第一连接环103的外环面上设置有3个均匀间隔的凹槽120；凹槽120具体可以是U型槽。卡簧结构106位于U型槽内，卡簧结构106的安装部与U型槽底部内壁的一侧转动连接。正向转动时，卡簧结构106与U型槽的侧壁抵持锁死，无法继续转动。使得卡接部凸出U型槽的开口并与棘齿105抵持，实现第一连接环103与第二连接环104的锁死，二者不发生相对运动，实现同步转动的目的。反向转动时，卡簧结构106的卡接部被拨动，使得卡簧结构106与U型槽的抵持侧面向U型槽的另一侧面运动，使得卡接部收缩嵌入U型槽，第一连接环103与第二连接环104分离实现单独转动。当切换至正向转动时，卡簧结构106通过弹性力回复到与U型槽侧壁抵持的状态。弹性力可以由卡簧结构106自身产生，也可通过安装弹性元件实现复位。

其中，卡接部能够与棘齿105的缺口配合抵接。对于安装部与卡接部具体形状在此不做特殊限定。

作为一种可选的实施方式，第二连接环104嵌入输出齿轮盘102，使第一连接环103以及第二连接环104与输出齿轮盘102共面。

本申请实施例将第二连接环104嵌入输出齿轮盘102，通过第一连接环103以及第二连接环104与输出齿轮盘102共面的设置能够确保输出齿轮盘102与第一连接环103以及第二连接环104之间不产生偏转力矩，确保转动轴100与输出齿轮盘102在实现动力连接时有稳定可靠的动力输出，避免由于偏转力矩对棘齿105、卡簧结构106等部件造成磨损。因此，通过上述设置不仅能够提供可靠的动力连接，还能够有效降低各结构磨损，提升第一连接环103与第二连接环104等结构的使用寿命。

参照2所示，作为一种可选的实施方式，输出齿轮盘102上设置有轴套结构107，轴套结构107与转动轴100同轴设置；转动轴100上套设有连接轴承108；轴套结构107内壁与连接轴承108外壁配合连接。

需要说明的是，连接轴承108可以是一个，也可以是多个。

示例性的，连接轴承108有两个且并排套设在转动轴100上。

本申请实施例通过连接轴承108的设置能够使得输出齿轮盘102转动套设在转动轴100上，结合第一连接环103和第二连接环104形成的离合结构，使得输出齿轮盘102与转动轴100既能够实现相对转动也能够实现同步转动。

参照4所示，作为一种可选的实施方式，链盘101包括转盘109与环形链轮110；转盘109中部套设在转动轴100上；环形链轮110沿转盘109的周向边缘设置；转盘109包括多个沿周向间隔分布的爪片111，环形链轮110上设有多个连接部112；连接部112与爪片111通过连接件113一一对应连接。

需要说明的是，连接件113也可以是螺栓连接件113或其它卡接类型的连接件113，对此本领域内技术人员可根据需要进行选择。

进一步的，本申请实施例公开了链盘101的一种具体设置方式，本申请实施例的转动轴100能够驱动转盘109转动，转盘109通过爪片111则能够带动环形链轮110转动。其中，转动爪片111、链轮防护罩114以及环形链轮110上均设置有通孔；连接件113为固定销轴，固定销轴依次穿设在链轮防护罩114、转动爪片111以及环形链轮110的通孔中。

需要说明的是，转盘109与环形链轮110均设在电机壳体115的外部。

进一步的，环形链轮110位于转盘109靠近输出齿轮盘102的侧面；转盘109远离输出齿轮盘102的侧面设置有链轮防护罩114。

本申请实施例通过链轮防护罩114的设置能够起到保护链盘101的作用，避免用户的肢体与链盘101上的齿或者链条接触而造成损伤。

参照5所示，作为一种可选的实施方式，还包括电机壳体115，电机壳体115内部设置有马达116与齿轮减速机构117；马达116的动力输出轴通过齿轮减速机构117驱动输出齿轮盘102转动。

其中，齿轮减速机构117包括同轴设置的第一减速齿轮118与第二减速齿轮119；第一减速齿轮118与马达116的动力输出轴啮合；第二减速齿轮119与输出齿轮盘102啮合。

需要说明的是，第一减速齿轮118与第二减速齿轮119同步转动，对于第一减速齿轮118与动力输出轴以及第二减速齿轮119与输出齿轮盘102的齿比本领域内技术人员可根据需要进行设置，在此不做特殊限定。

需要说明的是，转动轴100穿设在电机壳体115上，转动轴100与电机壳体115的穿设处有密封圈121，避免水或其它杂物进入电机壳体115内部，实现对电机结构的保护。其中，电机壳体115可以包括第一壳体与第二壳体两部分，第一壳体与第二壳体可通过铸造等方法一体成型，也可通过加工设备加工得到，对于电机壳体115的具体结构在此不做特殊限定。参照图6与图7所示，第一壳体可以是左壳体122，第二壳体可以是右壳体123；左壳体122与右壳体123扣合形成安装腔室；齿轮减速机构117与输出齿轮盘102均设置在安装腔室内部。

左壳体122与右壳体123扣合后可在上部设置上壳体124，在下部设置下壳体125，上壳体124与下壳体125扣合连接。上壳体124与下壳体125可以是注塑成型的壳体。其中上壳体124与下壳体125可通过螺栓或卡接件快速连接，使得中置助力电机的造型更加美观。另外也可以在左壳体122或右壳体123的外侧设置侧部护盖126，进一步提升中置助力电机的美观度。

本申请实施例还提供了一种电助力自行车，包括自行车车架以及如上的自行车中置助力电机；自行车中置助力电机安装在自行车车架上；自行车中置助力电机的转动轴100两端分别通过曲轴连接脚踏板。

本申请实施例提供的电助力自行车能够通过简单可靠的结构实现输出齿轮盘102与转动轴100的单向连动，有利于缩减电机重量与体积，便于使得使用者得到较好的骑行体验。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。