[发明专利]轮毂式驱动装置及利用其的电动自行车

说明书

本发明涉及可适用于调速转把式电动自行车、助力系统式电动自行车以及兼备调速转把式和助力系统式的电动自行车的轮毂式驱动装置及利用其的电动自行车。上述轮毂式驱动装置可包括：外罩，在内部形成有收容空间；支撑轴，贯通并通过上述外罩，两端部固定设置于电动自行车的后叉；第一轴承及第二轴承，以能够围绕上述支撑轴旋转的方式支撑外罩；电动马达，产生围绕上述支撑轴进行旋转的旋转力；变速器，用于对上述电动马达的旋转力进行减速；以及离合器，用于选择性地向外罩传递上述变速器的输出，上述变速器可由中心齿轮输入、行星架固定、齿圈输出方式的行星齿轮装置形成，上述齿圈可通过一端与齿圈相连接的齿圈支架的另一端来与离合器相连接，上述离合器可由单向轴承形成，在上述单向轴承中，外轮被齿圈支架的另一端支撑，内轮被从上述外罩突出的离合器固定部支撑。

技术领域

本发明涉及电动自行车，更详细地，涉及可适用于调速转把(Throttle)式电动自行车、助力系统(PAS，Pedal Assist System)式电动自行车以及兼备调速转把式和助力系统式的电动自行车的轮毂式驱动装置及利用其的电动自行车。

背景技术

电动自行车(Electric Bicycle)通过在普通自行车的车轮轮毂或曲柄轴安装直流马达并起到动力辅助功能来能够在平地及上坡实现舒适的行驶。

电动自行车是指为了减轻人的用力负担而配备电动马达动力的两轮自行车。电动自行车必须具备脚踏板行驶功能，并指依靠电动马达的动力移动的自行车，可根据驱动方式分成以下几类。

第一、调速转把式：是指通过操作电动自行车变速器把手来仅依靠电动马达的动力移动的自行车。

第二、助力系统式：是指同时依靠电动自行车脚踏板和电动马达的动力移动的自行车。

第三、调速转把式/助力系统式：是指支持电动自行车调速转把式和助力系统式两种模式的自行车。

在调速转把式电动自行车中，可通过操作加速器(Accelerator)来调节马达的旋转力，可由此在低速到高速的范围内控制自行车的速度，这种依靠加速器实现的驱动方式被称作电动踏板车式。

助力系统式电动自行车为蹬脚踏板时进行检测并使马达自动旋转的脚踏板辅助式，扭矩传感器起到测定自行车驾驶人向脚踏板施加的踏板力来向电动自行车控制器提供所计算的扭矩信息的作用，向脚踏板施加的踏板力越大，马达的输出也将越大，可通过由驾驶人调节向脚踏板施加的踏板力来能动性地控制电动自行车的直流马达的输出。

在轮毂内部内置马达的轮毂式马达与普通马达相同，若转速下降，则效率将急剧下降，由此导致电动自行车的驱动能力下降。因此，为了在低速状态下保持良好的驱动力，就需要变速器。将变速器和马达都内置于轮毂内的轮毂式马达近期才被开发。

这种变速器通常仅使马达的输入产生变速，在自行车依靠马达或脚踏板的驱动行驶的过程中，若变速控制部存在负荷，则不会产生速度变换。

这就存在如下的问题，即，在通过一个变速器接收马达的输入和脚踏板的输入来形成马达或脚踏板的驱动的期间，将很难立即变换到所需变速档。

而在现有技术中，在韩国公开专利公报第10-2010-0135488号(专利文献1)中提出了“可适用于电动自行车及普通自行车的轮毂内置型变速器的变速方法”，来解决了因马达侧输入及脚踏板侧输入全部转移而导致变速装置内产生负荷并导致无法变换到所选变速档的问题。

在专利文献1中公开了马达及蹬车兼备变速方法，即，马达和变速装置都设置于车轮的轮毂外壳内，通过内置于轮毂外壳的变速装置来使得依靠内置于轮毂外壳的马达驱动的驱动力和单独安装于上述轮毂外壳外侧来依靠骑车人的蹬车驱动的依靠链轮输入的动力分别或同时产生变速。

专利文献1中的变速器可通过变速装置来在低速到高速的范围内自由变换马达及脚踏板的输入动力，并且，即使在变速器正在工作或未工作的情况下也可都接收马达侧输入或脚踏板侧输入。