[发明专利]牙盘直驱式中轴传动机构

说明书

本发明公开了一种牙盘直驱式中轴传动机构，包括：中轴，用于安装曲柄和脚踏以承受骑行踏力；主牙盘，通过套置链条向电动自行车的驱动链轮传递脚踏力；电机机芯，同中轴一同安装在壳体内，包括定子、转子及用于输出动力且与中轴平行的机芯轴；其特征在于机芯轴经第一单向离合器与转子相连，主牙盘直接固定在机芯轴上，中轴经齿轮传动机构与机芯轴传动连接。本发明一反常规设计，将主牙盘直接固定在电机机芯的机芯轴上，使得机构整体结构更加紧凑，体积更小，传动效率更高。

技术领域

本发明涉及一种牙盘直驱式中轴传动机构。

背景技术

中轴传动机构是包含电机、中轴、离合器、减速机构、力矩传感器及牙盘在内的一整套动力机构的总称。现有技术中这种中轴传动机构的结构形式是多种多样的，不同的结构导致机构最终的传动效率和整体体积都是千差万别的。

目前电动自行车行业内应用广泛的一种中轴传动机构为侧挂形式，它的中轴与电机的输出轴平行布置，通过在壳体上引出安置中轴的中轴套管以便能够插入装配在市场上通用规格的车架五通管内，因此这种电机无需与专门的吊架配合，能够适配市面上大多数规格的车架，有着很好的适应性。

众所周知，目前中轴传动机构的固有结构形式中，牙盘通常都与中轴固定，电机端的动力经减速机构减速，再经一级或多级传动齿轮传动后，传递至中轴上，再由中轴传递至牙盘上，最后由牙盘经链条传递至后轮驱动电动自行车运行；而骑行时，人脚踏的力通过曲柄传递至中轴上，再传递至牙盘上，最后也由牙盘经链条传递至后轮驱动电动自行车运行。

然而，在实践中上述固有的中轴传动机构的结构设计形式逐渐暴露出如下缺点：

1）电机的动力输出除了经减速机构传递外，还需要通过中间的一级或多级齿轮传动机构才能传递至牙盘，传动损耗大，使得传动效率始终无法有效提升；

2）牙盘较大的尺寸加上其与中轴及内部的齿轮传动设计导致整体结构无法进一步紧凑，但牙盘又不能无端改小，因为其直接被安置在中轴上，规格依据传动速比和人踩踏的速率设计，如果将牙盘做小可能会增加人踩踏的速率，这在设计上是不可取的，也是不被允许的。

因此目前行业内亟待一种结构更加紧凑、体积更小，而传动效率更高的牙盘直驱式中轴传动机构。

发明内容

本发明目的是：提供一种结构更加紧凑，体积小，传动效率高的牙盘直驱式中轴传动机构。

本发明的技术方案是：一种牙盘直驱式中轴传动机构，包括：

中轴，用于安装曲柄和脚踏以承受骑行踏力；

主牙盘，通过套置链条向电动自行车的驱动链轮传递脚踏力；

电机机芯，同中轴一同安装在壳体内，包括定子、转子及用于输出动力且与中轴平行的机芯轴；

其特征在于机芯轴经第一单向离合器与转子相连，主牙盘直接固定在机芯轴上，中轴经齿轮传动机构与机芯轴传动连接。

当然电机机芯可以采用内转子外定子，或者外转子内定子任意形式，本发明对此没有限定。

进一步的，本发明中所述齿轮传动机构包括第一传动齿轮、第二传动齿轮和惰轮，第一传动齿轮通过第二单向离合器与中轴相连，第二传动齿轮固定或者一体成型在所述机芯轴上，惰轮枢转安装在壳体内，该惰轮与第一传动齿轮和第二传动齿轮均啮合。

更进一步的，本发明中还包括安装在中轴上的力矩传感器，该力矩传感器为已知的磁环霍尔式传感器，其包括固定在中轴上的变形轴套及固定在壳体上并位于变形轴套外围的霍尔元件支架，变形轴套上固定有感应磁环定位套，该感应磁环定位套上沿圆周固定有感应磁环，而霍尔元件支架上固定有与感应磁环配合的霍尔元件，霍尔元件与电动自行车的用于驱动电机机芯运转的控制器电连接，并且变形轴套与所述第一传动齿轮之间通过所述第二单向离合器相连。