TWM680077U - 馬達整合裝置 - Google Patents

Abstract

一種馬達整合裝置適於連接於車架、避震器與車輪之間，馬達整合裝置包括搖臂殼體、電動馬達、控制器及齒輪模組。搖臂殼體的一端樞接於車架，搖臂殼體的另一端樞接避震器，搖臂殼體具有第一容置區及第二容置區。電動馬達設置於第一容置區且用於驅動車輪。控制器設置於第二容置區且用於驅動電動馬達。齒輪模組設置於搖臂殼體外側，齒輪模組連接電動馬達與車輪之間。藉由在馬達整合裝置的搖臂殼體內將電動馬達、控制器整合在一起，而搖臂殼體外結合齒輪模組，以此結構配置方便維修或更換作業。

Description

馬達整合裝置

一種整合裝置，尤指一種整合電動馬達、控制器在搖臂殼體內的馬達整合裝置。

依據新型創作人所知的現有電動機車主要以車架承載電池與控制器並固定避震器、後支臂(搖臂)、後輪、馬達(含齒輪箱)；後支臂的前端鉸接於車架，後端支撐後輪與避震器，用以吸收震動、保持車輪貼地並能隨路況上下擺動；馬達由電池供電驅動，分為輪轂式與中置式，其中，輪轂式是指馬達直接整合於後輪，而中置式則是指馬達固定於車架並經傳動裝置驅動後輪，各組成部件多且各自裝配在車架各處。

有鑑於此，依據一些實施例，提出一種馬達整合裝置適於連接於車架、避震器與車輪之間，馬達整合裝置包括搖臂殼體、電動馬達、控制器及齒輪模組。搖臂殼體的一端樞接於車架，搖臂殼體的另一端樞接避震器，搖臂殼體具有第一容置區及第二容置區。電動馬達設置於第一容置區且用於驅動車輪。控制器設置於第二容置區且用於驅動電動馬達。齒輪模組設置於搖臂殼體外側，齒輪模組連接於電動馬達與車輪之間。

在一些實施例中，搖臂殼體包括分隔部，位於第一容置區與第二容置區之間。

在一些實施例中，控制器包括第一基板及第二基板，第一基板具有多個電力柱，二基板具有多個穿孔，各電力柱分別貫穿各穿孔。

在一些實施例中，電動馬達具有多個電力線，各電力線分別由第一容置區延伸至第二容置區而連接各電力柱。

在一些實施例中，馬達整合裝置更包含端蓋，蓋合於第一容置區且覆蓋於電動馬達，端蓋具有供各電力線貫穿之排孔。

在一些實施例中，控制器包括基板，基板具有多個電力柱，電動馬達具有多個電力線，各電力線分別由第一容置區延伸至第二容置區而連接各電力柱。

在一些實施例中，搖臂殼體的側邊包括側開口及覆蓋側開口之外蓋。

在一些實施例中，外蓋的外側面具有對應於控制器區域之多個散熱部。

在一些實施例中，齒輪模組包括箱蓋及位於箱蓋內之齒輪組件，搖臂殼體具有連通第一容置區之軸孔，電動馬達具有貫穿軸孔之傳動桿，齒輪組件套接傳動桿並連接車輪。

在一些實施例中，齒輪組件包括第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪及多個軸承，傳動桿套接第一齒輪與多個軸承，第二齒輪具有套接多個軸承之軸部，第一齒輪嚙合於第二齒輪，第二齒輪嚙合於第三齒輪，箱蓋具有凹孔，第三齒輪具有從動桿，從動桿之二端套接多個軸承，從動桿貫穿凹孔並連接車輪，第一齒輪、第三齒輪與搖臂殼體之一端為沿水平軸線上設置。

綜上，依據一些實施例，藉由在搖臂殼體內設置電動馬達以及控制器，而搖臂殼體外側設置齒輪模組，使得車架、避震器與車輪之間的馬達整合裝置的各組成部件整合在一起，方便馬達整合裝置整套進行維修或更換作業。

以下實施例所述關於連接的用語，除了有特別說明為電性連結之外，其連接可以是物理性連接，或指實體元件間的直接連接或間接連接。

請參閱圖1至圖3，圖1為馬達整合裝置100之外觀示意圖，圖2為馬達整合裝置100之正面分解示意圖，圖3為馬達整合裝置100之背面分解示意圖。圖1至圖3為馬達整合裝置100的第一實施例，馬達整合裝置100應用在電動機車或電動腳踏車。電動機車包括車架200(車體框架)、避震器300及車輪400(後輪)。馬達整合裝置100適於連接於車架200、避震器300與車輪400之間，馬達整合裝置100包括搖臂殼體1、電動馬達2、控制器3及齒輪模組4(減速機構)。車輪400由馬達整合裝置100支撐並透過避震器300與車架200樞接，電動馬達2、控制器3以及齒輪模組4(減速機構)則整合於搖臂殼體1上，形成懸吊於車架200的結構。

搖臂殼體1是位在車子左側具有懸臂式的臂部，負責支撐車輛重量，並在車輛加減速時傳遞力量。本實施例中，搖臂殼體1為概呈長橢圓的外殼，搖臂殼體1的一端樞接於車架200，搖臂殼體1的另一端樞接避震器300(後懸吊系統)，在此，搖臂殼體1的二端具有轉軸部19，透過螺固件(螺栓)樞接車架200的樞軸部209與避震器300的樞軸部309。搖臂殼體1可隨著車輪400震動而自由擺動地於所樞接的避震器300與車架200之間。在此，搖臂殼體1安裝在車子一側的單避震器300使用，並不以此為限。在一些實施例中，搖臂殼體1可以安裝在車子二側的雙避震器300使用。

搖臂殼體1是由金屬(例如鋁或鋁合金)所製成的中空殼體，搖臂殼體1具有第一容置區11及第二容置區12，第一容置區11為圓型凹槽，第二容置區12概呈矩形凹槽。本實施例中，搖臂殼體1的側邊具有側開口15及覆蓋側開口15之外蓋16，側開口15連通第一容置區11及第二容置區12，外蓋16的周緣透過螺固件鎖接搖臂殼體1在側開口15的周緣，使得搖臂殼體1內成為密閉空間而防止外部的水分或塵埃侵入。外蓋16具有對應於控制器3區域之多個散熱部161，藉此，當車輛行駛時，控制器3及電動馬達2產生的熱能可能讓搖臂殼體1的內部空間的溫度上升，而該熱能藉由行駛氣流在多個散熱部161的表面釋放而達成散熱。

在本實施例中，搖臂殼體1包括分隔部13，位於第一容置區11與第二容置區12之間。控制器3包括第一基板31A及第二基板31B，第一基板31A(功率板)包含功率晶體(MOSFET、IGBT)，提供電能轉換與驅動電機作用。第二基板31B(控制板)提供訊號處理與電機作動邏輯控制作用。第二基板31B具有多個電力柱311，第一基板31A具有多個穿孔312，各電力柱311分別貫穿各穿孔312。電動馬達2具有多個電力線21，各電力線21分別由第一容置區11延伸至第二容置區12而連接各電力柱311。

電動馬達2設置於第一容置區11且用於驅動車輪400。電動馬達2包括定子(Stator)和位於定子內的轉子(Rotor)。在本實施例中，馬達整合裝置100更包含端蓋25，蓋合於第一容置區11且覆蓋於電動馬達2，端蓋25的周緣透過螺固件鎖接搖臂殼體1在側開口15的周緣，端蓋25具有供各電力線21貫穿之排孔251。

控制器3設有驅動電路，控制器3設置於第二容置區12且用於驅動電動馬達2。控制器3配置在電動馬達2的側邊且與電動馬達2相接，控制器3外接有電池，並且控制器3可將電池的直流電轉換為適合電動馬達2的電動電流形式，電動馬達2接收來自控制器3的電力、產生磁場，進而帶動車輪400轉動。當控制器3把電流送進電動馬達2的定子繞組並形成旋轉磁場時，轉子連接在齒輪模組4上，因此靠前述定子產生的旋轉磁場帶動轉子轉動，進而推動車輪400。

請參閱圖2至圖4，圖4為齒輪模組4組裝時之外觀示意圖。圖4亦為馬達整合裝置100的第一實施例。齒輪模組4(減速機構)設置於搖臂殼體1外側，齒輪模組4連接於電動馬達2與車輪400之間。電動馬達2與車輪400之間間隔著齒輪模組4，齒輪模組4連結著電動馬達2的轉子，將高轉速的馬達輸出轉換成低速高扭力，讓車輛便於起步、爬坡與載重，達到調整轉速與扭矩以符合車輛需求。

在本實施例中，齒輪模組4包括箱蓋41及位於箱蓋41內之齒輪組件42，箱蓋41的周緣透過螺固件鎖接搖臂殼體1的外側壁面，使得箱蓋41內成為密閉空間而防止外部的水分或塵埃侵入。

請參閱圖2、圖5及圖6，圖5為馬達整合裝置100之側視示意圖，圖6繪示圖5的標示A-A位置之側視剖面示意圖。圖5及圖6亦為馬達整合裝置100的第一實施例，搖臂殼體1具有連通第一容置區11之軸孔17，電動馬達2具有貫穿軸孔17之傳動桿27，齒輪組件42套接傳動桿27並連接車輪400。具體而言，齒輪組件42包括第一齒輪421、第二齒輪422、第三齒輪423及多個軸承43。一部分的多個軸承43分別固定在箱蓋41內的各凹槽中，另一部的多個軸承43分別固定在搖臂殼體1外側的各凹槽中。傳動桿27套接第一齒輪421與多個軸承43，各軸承43分別套接在第一齒輪421二側，第二齒輪422(減速齒輪)具有大齒輪以及小齒輪，第二齒輪422(減速齒輪)具有套接多個軸承43之軸部4221，各軸承43分別套接在第二齒輪422二側，第一齒輪421嚙合於第二齒輪422的大齒輪，第二齒輪422的小齒輪嚙合於第三齒輪423。

箱蓋41具有凹孔411，第三齒輪423具有從動桿4231，從動桿4231之一端套接多個軸承43，各軸承43分別套接在第三齒輪423與從動桿4231的二側，從動桿4231之另一端貫穿凹孔411並連接車輪400。第一齒輪421、第三齒輪423以及搖臂殼體1之一端為沿水平軸線上設置(如圖5所示)。

上述實施例的控制器3包括疊層的二基板(第一基板31A與第二基板31B)僅是舉例，並不以此為限。請參閱圖7，圖7為馬達整合裝置100之分解示意圖，為馬達整合裝置100’的第二實施例。本實施例的組成構件大致與第一實施例的組成構件相同，差別在於本實施例的控制器3僅包括一個基板31，基板31包含功率晶體(MOSFET、IGBT)、微處理器(MCU)、電流感測、電壓感測或通訊模組等，用來調節電池提供的電力，並精準驅動電動馬達2。將電池的直流電壓，轉換為馬達所需的脈衝電流或三相交流電。且基板31具有多個電力柱311，電動馬達2的各電力線21分別由第一容置區11延伸至第二容置區12而連接各電力柱311。

綜上，依據一些實施例，藉由在馬達整合裝置的搖臂殼體內將電動馬達、控制器整合在一起，而搖臂殼體外結合齒輪模組，整合後的組成部件少且裝配在車架一處，方便馬達整合裝置整組進行維修或更換作業。

100/100’:馬達整合裝置 200:車架 209:樞軸部 300:避震器 309:樞軸部 400:車輪 1:搖臂殼體 11:第一容置區 12:第二容置區 13:分隔部 15:側開口 16:外蓋 161:散熱部 17:軸孔 19:轉軸部 2:電動馬達 21:電力線 25:端蓋 251:排孔 27:傳動桿 3:控制器 31:基板 31A:第一基板 31B:第二基板 311:電力柱 312:穿孔 4:齒輪模組 41:箱蓋 411:凹孔 42:齒輪組件 421:第一齒輪 422:第二齒輪 4221:軸部 423:第三齒輪 4231:從動桿 43:軸承

圖1繪示第一實施例，馬達整合裝置之外觀示意圖； 圖2繪示第一實施例，馬達整合裝置之正面分解示意圖； 圖3繪示第一實施例，馬達整合裝置之背面分解示意圖； 圖4繪示第一實施例，齒輪模組組裝時之外觀示意圖； 圖5繪示第一實施例，馬達整合裝置之側視示意圖； 圖6繪示圖5的標示A-A位置之側視剖面示意圖；以及 圖7繪示第二實施例，馬達整合裝置之分解示意圖。

100:馬達整合裝置

1:搖臂殼體

11:第一容置區

12:第二容置區

13:分隔部

15:側開口

16:外蓋

161:散熱部

17:軸孔

2:電動馬達

21:電力線

25:端蓋

251:排孔

3:控制器

31A:第一基板

31B:第二基板

311:電力柱

312:穿孔

4:齒輪模組

Claims (10)

1. 一種馬達整合裝置，適於連接於一車架、一避震器與一車輪之間，該馬達整合裝置包括： 一搖臂殼體，一端樞接於該車架，另一端樞接該避震器，該搖臂殼體具有一第一容置區及一第二容置區； 一電動馬達，設置於該第一容置區且用於驅動該車輪； 一控制器，設置於該第二容置區且用於驅動該電動馬達；及 一齒輪模組，設置於該搖臂殼體外側，該齒輪模組連接於該電動馬達與該車輪之間。
2. 如請求項1所述的馬達整合裝置，其中該搖臂殼體包括一分隔部，位於該第一容置區與該第二容置區之間。
3. 如請求項2所述的馬達整合裝置，其中該控制器包括一第一基板及一第二基板，該第一基板具有多個電力柱，該第二基板具有多個穿孔，各該電力柱分別貫穿各該穿孔。
4. 如請求項3所述的馬達整合裝置，其中該電動馬達具有多個電力線，各該電力線分別由該第一容置區延伸至該第二容置區而連接各該電力柱。
5. 如請求項4所述的馬達整合裝置，更包含一端蓋，蓋合於該第一容置區且覆蓋於該電動馬達，該端蓋具有供各該電力線貫穿之一排孔。
6. 如請求項2所述的馬達整合裝置，其中該控制器包括一基板，該基板具有多個電力柱，該電動馬達具有多個電力線，各該電力線分別由該第一容置區延伸至該第二容置區而連接各該電力柱。
7. 如請求項1所述的馬達整合裝置，其中該搖臂殼體的側邊包括一側開口及覆蓋該側開口之一外蓋。
8. 如請求項7所述的馬達整合裝置，其中該外蓋的外側面具有對應於該控制器區域之多個散熱部。
9. 如請求項1所述的馬達整合裝置，其中該齒輪模組包括一箱蓋及位於該箱蓋內之一齒輪組件，該搖臂殼體具有連通該第一容置區之一軸孔，該電動馬達具有貫穿該軸孔之一傳動桿，該齒輪組件套接該傳動桿並連接該車輪。
10. 如請求項9所述的馬達整合裝置，其中該齒輪組件包括一第一齒輪、一第二齒輪、一第三齒輪及多個軸承，該傳動桿套接該第一齒輪與該些軸承，該第二齒輪具有套接該些軸承之一軸部，該第一齒輪嚙合於該第二齒輪，該第二齒輪嚙合於該第三齒輪，該箱蓋具有一凹孔，該第三齒輪具有一從動桿，該從動桿之二端套接該些軸承，該從動桿貫穿該凹孔並連接該車輪，該第一齒輪、該第三齒輪與該搖臂殼體之一端為沿一水平軸線上設置。