CN100416984C - 电动车同轴中置电动机驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动车用同轴中置电动机驱动装置，它由电力驱动和变速两部分组成。电动机的转子轴为空心轴并与脚踏板的中心轴为同心轴，当不加电时，靠脚踏板驱动电动车前行，如同一般的自行车一样轻便。也不受电机磁阻力的干扰。当对电动机供电时，电动机转子在磁场的作用下高速旋转，转子轴为空心轴，并通过轴承套装在脚踏轴上，转子空心轴带动变速机构中变速机构的中心齿轮转动，中心齿轮通过三只行星轮和单向内齿轮转动通过楔形离合器带动变机机构外壳旋转，外壳上安装的链轮通过链条驱动电动车后轮前行，实现电动骑乘功能。本发明结构紧凑，安装维修方便，电动车重心合理，具有很好的推广使用价值。

Description

电动车同轴中置电动机驱动装置
技术领域
本发明涉及一种电动车同轴中置电机驱动装置，特别适用于各种中置链传动或轴传动的电动自行车、电动三轮车。
背景技术
目前，应用于电动自行车或电动三轮上的电动机的驱动型式大致有摩擦轮传动、旁挂式、前后轮毂传动四种形式，这四种传动形式的电动机存在如下问题：
1、摩擦轮传动型式，结构简单，易于制造，成本低，维修方便，但它的效率低，造型较差，车胎磨损严重，并且不能适应湿滑泥泞的路况行驶，此类传动型式基本被淘汰。
2、旁挂式链(或轴)传动型式，常用于旧自行车改造，外观造型差，效率很低，可靠性差，无法推广应用，整车厂不能使用此类电机。
3、前轮轴传动型式，是电机轮毂装在前轴上，重心分布不合理，不轻便，不能灵活地转动车把，如遇到磁瓦脱落时，会突然卡住高速旋转中的电机转子，极易造成安全事故，厂家也不采用。
4、后轮轴传动型式，目前整车厂大多采用这种传动型，其电机与后轴合为一体，置于整车后部，重心不合理，耗能大，效率低，行驶里程短，维修不方便，轴承密封性差，而且缩短了电机的使用寿命。低速轮毂驱动器因为造价低、噪音大，一度也很受欢迎，但由于其电机特性使之顶风及爬坡性能差，耗电较多，另外在无电骑行时会产生较大的电磁阻力，给人力骑行造成困难。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术的缺点，提供一种重心合理、输出扭矩大，人力骑行轻便，效率高，维修方便，寿命长的同轴中置电机驱动装置。
本发明是以如下技术方案实现的：一种电动车同轴中置电机驱动装置，包括电动机、脚踏板中心轴、变速部分，其特征在于：电动机轴为空心轴，空心轴的内孔套装在脚踏板中心轴上并能绕脚踏板中心轴转动；电动机外壳及两端部的端盖通过两只轴承安装在空心轴的外圆周面上并能绕空心轴转动，电动机的两端固定在空心轴上；单向外壳内孔套装在空心轴右端的外圆柱面上，单向外壳的圆柱形空腔内分别安装单向内齿齿轮、三只行星齿轮和中心齿轮，中心齿轮的内孔固定在空心轴的外圆周面上，单向外壳的内孔壁上均布的多只契形槽内分别安装滚轴和弹簧，单向外壳的右端面通过螺钉和弹簧垫圈与链轮相固定；空心轴和中心轴及变速部分中的单向内齿齿轮、链轮均为同心不同速。当电动机电源接通后，旋转做功，带动行星齿轮变速机构运动，当速度超过人力骑行速度时，行星齿轮变速机构自动闭合，带动飞轮通过链条将动力传至后轮，使电动车前行。由于电动机转速超过人力骑行速度，脚踏中轴停止转动，只有空心轴带动行星轮变速继续工作。
本发明的积极效果是：电动机的动力输出空心轴与脚蹬轴为同心轴，使整车重心合理，造型美观，行驶稳定、安全。行星变速器能使电机输出扭矩大，使之起动速度快，爬坡能力强，当断电骑行时，电机上的单向离合器自动脱开，与骑乘普通自行车一样轻便，解决了电池无电时带来的麻烦，同时也节约电池。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明一个具体实施例结构示意图；
图2为变速机构结构示意图。
图中：1、单向外壳，2、压簧，3、滚轴，4、单向内齿齿轮，5、中心齿轮，6、行星齿轮，7、中心轴，8、平端紧定螺丝，9、弹簧垫圈，10、螺丝，11、链轮，12、端盖，13、永磁体，14、线圈，15、螺丝，16、沉头螺丝，17、轴承，18、空心轴，19、挡盖，20、钢珠，21、电机外壳。
具体实施方式
如图1所示，本实施例采用的是无刷电机。左半部分为电动机驱动机构，右半部分为变速离合机构。脚踏板安装在中心轴7的两端，中心轴7通过轴承安装在车架中轴部位。空心轴18为电动机的转子轴与中心轴7同心。它通过两组多排钢球20安装在中心轴7上，转子永磁体13固定在空心轴18的中部，转子两侧的线圈14固定在电机外壳21内腔中，外壳21通过两只轴承17固定在空心轴18的两端。当线圈14供电时，转子永磁体13在磁力线的作用下旋转并带动空心轴18绕中心轴7高速旋转，将动力通过右端的变速机构带动链轮11旋转，链轮通过链条驱动电动车后轮前行。当切断电源时，电动机转子停止，此时离合器将链轮11与空心轴18脱离。
如图1、图2所示，本发明的变速机构的单向外壳1右端通过螺钉10，弹簧垫圈9与链轮11固定，左端空套在空心轴18的外圆面上，链轮11内孔紧配合固定在中心轴7的一侧，单向外壳1内腔分别安装相互啮合的单向内齿齿轮4，中心齿轮5及三只在同一圆周上以180度等分的行星齿轮6，中心齿轮5通过数只平滑紧定螺钉固定在空心轴18的外圆上。单向外壳1的内圆周面上均布的四只契形槽分别内安装滚轴3和弹簧2。当线圈14通电永磁体13转动带动定心轴18转动，中心齿轮5同时转动，并通过三只行星齿轮6带动单向内齿齿轮4转动，单向内齿齿轮4的外圆周面通过摩擦力推动滚轴3向契形槽的小端移动并被挤压，从而驱动单向内齿齿轮4和单向外壳1同时旋转，安装在单向外壳1上的链轮通过链条将动力传递到电动车后轮，实现电动机驱动电动车前进。当关断电源时，单向内齿齿转速下降至小于单向外壳转速时，滚轴3自动向契形槽的宽端移动，使电动机与脚踏轮7脱离，实现踏蹬骑乘。
本发明也适用于有刷电机驱动装置。

Claims (1)

1. 一种电动车同轴中置电机驱动装置，包括电动机、脚踏板中心轴(7)、变速部分，其特征在于：电动机轴(18)为空心轴，空心轴(18)的内孔套装在脚踏板中心轴(7)上并能绕脚踏板中心轴(7)转动；转子永磁体(13)固定在空心轴(18)的中部，转子两侧的线圈(14)固定在电动机外壳(21)内腔中；电动机外壳(21)及两端部的端盖(12)通过两只轴承(17)安装在空心轴(18)的外圆周面上并能绕空心轴(18)转动，电动机的两端固定在空心轴(18)上；变速部分由单向外壳(1)、压簧(2)、滚轴(3)、单向内齿齿轮(4)、中心齿轮(5)和行星齿轮(6)组成；单向外壳(1)内孔套装在空心轴(18)右端的外圆柱面上，单向外壳(1)的圆柱形空腔内安装单向内齿齿轮(4)、三只行星齿轮(6)和中心齿轮(5)，中心齿轮(5)的内孔固定在空心轴(18)的外圆周面上，单向外壳(1)的内孔壁上均布的多只契形槽内分别安装滚轴(3)和弹簧(2)，单向外壳(1)的右端面通过螺钉(10)和弹簧垫圈(9)与链轮(11)相固定；空心轴(18)、脚踏板中心轴(7)、变速部分中的单向内齿齿轮(4)、链轮(11)均为同心不同速；当线圈(14)通电转子永磁体(13)转动带动空心轴(18)转动，中心齿轮(5)同时转动，并通过三只行星齿轮(6)带动单向内齿齿轮(4)转动，单向内齿齿轮(4)的外圆周面通过摩擦力推动滚轴(3)向契形槽的小端移动并被挤压，从而驱动单向内齿齿轮(4)和单向外壳(1)同时旋转，安装在单向外壳(1)上的链轮(11)通过链条将动力传递到电动车后轮，实现电动机驱动电动车前进。
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