CN101237169A - 驱动马达及变速装置 - Google Patents

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张宏艳
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Abstract

本发明涉及一种驱动马达及变速装置，驱动马达定子轴、转子轴和变速机轴均为空心轴，驱动马达轴上同轴装有定子、转子和变速机，转子套在定子的外面、侧面或里面，变速机放置在转子轴腔内或定子腔内，转子轴与变速机的主动轴通过螺丝连接，变速机的输出转子与驱动马达端盖通过螺丝轴向连接固定或直接输出动力，驱动马达端盖由螺丝固定在驱动马达外壳上。其优点是：体积小、重量轻、结构简单，在驱动马达电动变速的同时可实现机械自动或手动变速，启动电流小、载荷能力强，节约能源，应用范围广，可广泛应用于助力车、电动摩托车、电动三轮车、电动汽车、混合动力汽车、混合动力摩托车、动力机车、船只、航天器具和动力机械等领域。

Description

驱动马达及变速装置
技术领域
本发明涉及一种驱动马达，特别是涉及一种在驱动马达转子轴腔内或定子腔内放置机械变速机的体积小、扭矩大和无阻尼的驱动马达及变速装置。
背景技术
众所周知，日前，市面上出售的驱动马达，其变速机放置在驱动马达侧面并且变速机是固定变速比无法实现机械有挡位或无级变速，驱动马达启动电流大、效率低，体积大、不便于安装和节能。
发明内容
本发明的主要目的在于克服以上不足而提供一种体积小、扭矩大、变速快、效率高和节电的驱动马达及变速装置。
本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是：一种驱动马达及变速装置，它包括由驱动马达定子、转子、轴和驱动马达外壳构成的驱动马达和变速机，其特征在于：驱动马达定子2轴、转子轴6和变速机4轴均为空心轴，驱动马达轴1上同轴装有定子2、转子3和变速机4，转子3套在定子2的外面，转子轴6套在定子2轴腔的里面，变速机4放置在转子轴6腔内，定子2通过轴销20固定在驱动马达轴1上并由卡簧14轴向定位，转子3与转子轴6由螺丝19连接固定成一体，转子轴6与变速机4的主动轴7通过螺丝9固定连接，变速机4的外壳通过轴承24支撑在变速机4的主动轴7上，转子轴6通过轴承12和轴承16分别支撑在驱动马达轴1和变速机4的输出转子8上，轴承12由卡簧23轴向定位，变速机4的输出转子8与驱动马达端盖17通过螺丝21轴向连接固定，驱动马达端盖17由螺丝18固定在驱动马达外壳5上成一体，驱动马达外壳5分别由轴承10和轴承11支撑在驱动马达轴1上，轴承10和轴承11分别由卡簧13和卡簧15轴向定位，驱动马达轴1的一端开有中心孔，定子输出线22由孔内穿出。
本发明还可以采用如下技术措施：
所述的所述的变速机4是机械有挡位自动变速机或机械无级自动变速机，还可以是固定速比变速机或机械拉线、拉杆变速机。
所述的驱动马达转子3是外转子式的套在驱动马达定子2的外面或是内转子式的套在驱动马达定子2轴腔的里面，还可以是盘式的单转子或双转子且分别安装在驱动马达定子2的轴向一侧或两侧。
所述的变速机4放置在转子轴6腔内或定子2轴腔内。
所述的驱动马达是外轮毂式输出且驱动马达外壳5轮毂两侧输出轴上带有外螺纹或中置式轴输出且通过连轴器28和单向轴承30或直接由变速机4的输出转子8输出动力。
所述的驱动马达轴1与驱动马达定子2固定在一起不动或驱动马达轴1通过轴承支撑可以正、反向自由转动。
所述的驱动马达是盘式的单转子或双转子且可以2-30个串接在一起同步运转。
所述的单向轴承30或用单向离合器代替且其安装在连轴器28或变速机4的输出转子8轴腔内或侧面。
所述的变速机4外壳是独立式的其一侧可与输出转子8或主动轴7连接固定成一体且还可以用转子轴6内腔套代替。
所述的驱动马达是电动马达或气动马达或液压马达且其外壳端盖17是一个端盖或左右两个端盖由螺丝18分别固定在驱动马达外壳5上的左右两侧。
本发明具有的优点和积极效果是：体积小、重量轻、结构简单，在驱动马达电动变速的同时可实现机械自动或手动变速，启动电流小、载荷能力强，节约能源，应用范围，可广泛应用于助力车、电动摩托车、电动三轮车、电动汽车、混合动力汽车、混合动力摩托车、动力机车、船只、航天器具和动力机械等领域。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明变速机外壳由驱动马达转子轴内腔套代替的结构示意图。
图3是本发明盘式双转子且分别安装在定子轴向两侧外轮毂式的结构示意图。
图4是本发明驱动马达转子套在定子里面外轮毂式的结构示意图。
图5是本发明驱动马达定子固定在驱动马达外壳端盖上中置式的结构示意图。
图6是本发明盘式双转子且定子固定在驱动马达外壳上中置式的结构示意图。
图7是本发明驱动马达定子固定在驱动马达外壳上中置式的结构示意图。
图1-图7中：1.驱动马达轴；  2.定子；  3.转子；  4.变速机；5.驱动马达外壳；  6.转子轴；  7.变速机的主动轴；  8.变速机的输出转子；9.螺丝；  10.轴承；  11.轴承；  12.轴承；  13.卡簧；  14.卡簧；  15.卡簧；16.轴承；  17.驱动马达端盖；  18.螺丝；  19.螺丝；  20.轴销；  21.螺丝；22.定子输出线；  23.卡簧；  24.轴承；  25.转子支架；  26.轴承；27.螺丝；  28.连轴器；  29.销钉；  30.单向轴承；  31.卡簧；  32.螺丝。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1及图7。
实施例1：以电动自行车为例加以说明，驱动马达采用电动马达外轮毂输出。
如图1、图2所示：驱动马达定子2轴、转子轴6和变速机4轴均为空心轴，驱动马达轴1上同轴装有定子2、转子3和变速机4，转子3套在定子2的外面，转子轴6套在定子2轴腔的里面，变速机4放置在转子轴6腔内，定子2通过轴销20固定在驱动马达轴1上并由卡簧14轴向定位，转子3与转子轴6由螺丝19连接固定成一体，转子轴6与变速机4的主动轴7通过螺丝9(或销钉)固定连接，变速机4的外壳(还可以用转子轴6内腔套代替)通过轴承24支撑在变速机4的主动轴7上，转子轴6(还可以是变速机4的外壳)通过轴承12和轴承16分别支撑在驱动马达轴1和变速机4的输出转子8(或变速机4外壳)上，轴承12由卡簧23轴向定位，变速机4的输出转子8与驱动马达端盖17通过螺丝21轴向连接固定，驱动马达端盖17由螺丝18固定在驱动马达外壳5上成一体，驱动马达外壳5分别由轴承10和轴承11支撑在驱动马达轴1上，轴承10和轴承11分别由卡簧13和卡簧15轴向定位，驱动马达轴1的一端开有中心孔，定子输出线22由孔内穿出。本实施例中使用的变速机4外壳是独立式的其一侧可与输出转子8或主动轴7连接固定成一体且变速机4外壳还可以用转子轴6内腔套代替使用，转子轴6既是转子3的转动轴其内腔套又作为变速机4的外壳使用。使用时，定子2固定在驱动马达轴1上不转动，驱动马达轴1作为电动自行车的轮毂轴，驱动马达外壳5为轮毂轴皮，当定子输出线22通入电流时，定子2线圈中产生旋转磁场，转子3在旋转磁场的作用下同转子轴6一同旋转，当转子轴6旋转时，带动变速机4的主动轴7转动，此时变速机4通过其内部变速装置由变速机4的输出转子8输出动力，因变速机4的输出转子8与驱动马达端盖17通过螺丝21连接固定，驱动马达端盖17由螺丝18固定在驱动马达外壳5上成一体，所以驱动马达外壳5轮毂通过轴承10和轴承11分别支撑在驱动马达轴1上转动。当驱动马达电动转动变速时，变速机4其内部机械变速装置也随之自动有挡位(或无级)增速或减速(或手动拉线、拉杆机械变速)，变速机4的输出转子8带动驱动马达外壳5轮毂变速转动，变速机4又起到机械离合器的作用，电动自行车在骑行和滑行时无电磁阻力，实现电动自行车驱动马达机械自动或手动变速功能，减少启动电流、延长续行里程。
另外，如图3所示：驱动马达定子2轴、转子轴6和变速机4轴均为空心轴，驱动马达轴1上同轴装有定子2、转子3和变速机4，驱动马达转子3是盘式的双转子(或单转子)且分别安装在驱动马达定子2的轴向两侧(或一侧)，且通过转子支架25(或转筒)连接固定成一体，转子轴6套在定子2轴腔的里面，变速机4放置在转子轴6腔内，定子2通过轴销20固定在驱动马达轴1上并由卡簧14轴向定位，转子3与转子轴6由螺丝19连接固定成一体，转子轴6与变速机4的主动轴7通过螺丝9(或销钉)固定连接，变速机4的外壳由转子轴6内腔套代替且通过轴承16支撑在变速机4的输出转子8上，转子轴6通过轴承26和轴承12(或轴承16)分别支撑在驱动马达轴1(或变速机4的输出转子8)上，轴承12由卡簧23轴向定位，变速机4的输出转子8与驱动马达端盖17通过螺丝21轴向连接固定，驱动马达端盖17由螺丝18固定在驱动马达外壳5上成一体，驱动马达外壳5分别由轴承10和轴承11支撑在驱动马达轴1上，轴承10和轴承11分别由卡簧13和卡簧15轴向定位，驱动马达轴1的一端开有中心孔，定子输出线22由孔内穿出。本实施例中使用的盘式双转子3(或单转子)线圈是线绕式或印制绕组式或片状线圈式。其工作原理和使用方法及优点同实施例1图1例完全相同。由于驱动马达转子3是盘式的双转子体积小、电磁转矩大，所以驱动马达机械转矩增大提高驱动马达性能。
还有一种驱动马达及变速装置，如图4所示：其工作原理和使用方法及优点同实施例1图1例完全相同。但驱动马达转子3是套在定子2轴腔的里面，驱动马达端盖17由左右两个端盖(或一个端盖)通过螺丝18固定在驱动马达外壳5上成一体的。
其优点是：体积小、重量轻、结构简单，在驱动马达电动变速的同时可实现机械自动或手动变速，启动电流小、载荷能力强，节约能源，应用范围广，可广泛应用于助力车、电动摩托车、电动三轮车、电动汽车、混合动力汽车、混合动力摩托车、动力机车、船只、航天器具和动力机械等领域。
实施例2：以电动自行车为例加以说明，驱动马达采用电动马达中置轴输出。
如图5所示：驱动马达定子2轴、转子轴6和变速机4轴均为空心轴，驱动马达轴1上同轴装有定子2、转子3、变速机4和连轴器28，转子3套在定子2的外面，定子2与马达端盖17通过螺丝27连接固定为一体，变速机4放置在定子2轴腔内，变速机4的输出转子8通过销钉29与连轴器28连接(或变速机4的输出转子8直接)输出动力，转子轴6与变速机4的主动轴7通过螺丝9(或销钉)固定连接，变速机4的外壳(还可以用转子轴6内腔套代替)通过轴承24支撑在变速机4的主动轴7上，转子轴6通过轴承12支撑在驱动马达轴1上，轴承12由卡簧23和卡簧31轴向定位，驱动马达一个端盖17(或左右两个端盖)由螺丝18固定在驱动马达外壳5上，驱动马达外壳5由轴承10和轴承11分别支撑在驱动马达轴1和连轴器28上，轴承10由卡簧13轴向定位，驱动马达轴1的一端和连轴器28(或变速机4的输出转子8)孔内(或侧面)装有单向轴承30(或用单向离合器代替)，驱动马达轴1在轴承10和单向轴承(或用单向离合器代替)的支撑下可以正、反向自由转动，定子输出线22从驱动马达外壳5(或驱动马达端盖17)上穿出。本实施例中使用的变速机4外壳和主动轴7可连接固定成一体或把变速机4外壳去掉直接把变速机4变速传动部分放置在定子2轴腔内。使用时，定子2固定在驱动马达端盖17上不动，驱动马达轴1在轴承的支撑下可以正、反向自由转动，此时驱动马达轴1既作为驱动马达和变速机的支撑轴(驱动马达和变速机为同轴)又作为电动自行车的中轴使用，且驱动马达轴1两侧装有脚踏曲柄和脚蹬，连轴器28(或变速机4的输出转子8)上装有电动自行车轮盘，当定子输出线22通入电流时，定子2线圈中产生旋转磁场，转子3在旋转磁场的作用下同转子轴6一同旋转，转子轴6带动变速机4的主动轴7转动，此时变速机4通过其内部变速装置由变速机4的输出转子8输出动力，通过连轴器28(或由变速机4的输出转子8直接)带动电动自行车轮盘转动，此时驱动马达轴1和电动自行车脚踏曲柄、脚蹬不转动，当驱动马达电动转动变速时，变速机4其内部机械变速装置也随之自动有挡位(或无级)增速或减速(或手动拉线、拉杆机械变速)，变速机4的输出转子8带动连轴器28和电动自行车轮盘变速转动，实现电动自行车驱动马达机械变速功能，减少启动电流、延长续行里程；当人工脚踏骑行时，驱动马达轴1通过单向轴承30(或用单向离合器代替)带动连轴器28和电动自行车轮盘转动。
另外，如图6所示：驱动马达定子2轴、转子轴6和变速机4轴均为空心轴，驱动马达轴1上同轴装有转子3、变速机4和连轴器28，驱动马达转子3是盘式的双转子同轴(或单转子)且分别安装在驱动马达定子2的轴向两侧(或一侧)，定子2通过螺丝32固定在驱动马达外壳5内腔上成一体，转子轴6套在定子2轴腔的里面，变速机4放置在转子轴6腔内，变速机4的输出转子8通过销钉29与连轴器28连接(或变速机4的输出转子8直接)输出动力，转子轴6与变速机4的主动轴7通过螺丝9(或销钉)固定连接，变速机4的外壳(还可以用转子轴6内腔套代替)通过轴承24支撑在变速机4的主动轴7上，转子轴6(还可以是变速机4的外壳)通过轴承12和轴承16分别支撑在驱动马达轴1和连轴器28(或变速机4的输出转子8)上，轴承12由卡簧23和卡簧31轴向定位，驱动马达一个端盖17(或左右两个端盖)由螺丝18固定在驱动马达外壳5上，驱动马达外壳5由轴承10和轴承11分别支撑在驱动马达轴1和连轴器28(或变速机4的输出转子8)上，轴承10由卡簧13轴向定位，驱动马达轴1的一端和连轴器28(或变速机4的输出转子8)孔内(或侧面)装有单向轴承30(或用单向离合器代替)，驱动马达轴1在轴承10和单向轴承(或用单向离合器代替)的支撑下可以正、反向自由转动，定子输出线22从驱动马达外壳5(或驱动马达端盖17)上穿出。本实施例中使用的盘式双转子3(或单转子)线圈是线绕式或印制绕组式或片状线圈式。其工作原理和使用方法及优点同实施例2图5例完全相同。因驱动马达转子3是盘式的双转子体积小、电磁转矩大，所以驱动马达机械转矩增大、爬破能力强，省电、续行里程长。
还有一种驱动马达及变速装置，如图7所示：驱动马达定子2轴、转子轴6和变速机4轴均为空心轴，驱动马达轴1上同轴装有转子3、变速机4和连轴器28，定子2固定在驱动马达外壳5内腔上，转子3套在定子2腔内，变速机4放置在转子轴6腔内，转子3与转子轴6由螺丝19连接固定成一体，变速机4的输出转子8通过销钉29与连轴器28连接(或变速机4的输出转子8直接)输出动力，转子轴6与变速机4的主动轴7通过螺丝9(或销钉)固定连接，变速机4的外壳可以用转子轴6内腔套代替，转子轴6通过轴承12和轴承16分别支撑在驱动马达轴1和连轴器28(或变速机4的输出转子8)上，轴承12由卡簧23轴向定位，驱动马达一个端盖17(或左右两个端盖)由螺丝18固定在驱动马达外壳5上，驱动马达外壳5由轴承10和轴承11分别支撑在驱动马达轴1和连轴器28(或变速机4的输出转子8)上，轴承10由卡簧13轴向定位，驱动马达轴1的一端和连轴器28(或变速机4的输出转子8)孔内(或侧面)装有单向轴承30(或用单向离合器代替)，驱动马达轴1在轴承10和单向轴承(或用单向离合器代替)的支撑下可以正、反向自由转动，定子输出线22从驱动马达外壳5(或驱动马达端盖17)上穿出。其工作原理和使用方法及优点同实施例2图5例完全相同。
其优点是：体积小、重量轻、结构简单，在驱动马达电动变速的同时可实现机械自动或手动变速，启动电流小、载荷能力强，节约能源，应用范围广，可广泛应用于助力车、电动摩托车、电动三轮车、电动汽车、混合动力汽车、混合动力摩托车、动力机车、船只、航天器具和动力机械等领域。
实施例3：以电动汽车为例加以说明，驱动马达采用电动马达。
将电动汽车两个前轮毂(或两个后轮毂或前后四个轮毂)同时使用本发明的驱动马达及变速装置驱动，其工作原理和使用方法及优点同实施例1完全相同。

Claims (10)

1.一种驱动马达及变速装置，它包括由驱动马达定子、转子、轴和驱动马达外壳构成的驱动马达和变速机，其特征在于：驱动马达定子(2)轴、转子轴(6)和变速机(4)轴均为空心轴，驱动马达轴(1)上同轴装有定子(2)、转子(3)和变速机(4)，转子(3)套在定子(2)的外面，转子轴(6)套在定子(2)轴腔的里面，变速机(4)放置在转子轴(6)腔内，定子(2)通过轴销(20)固定在驱动马达轴(1)上并由卡簧(14)轴向定位，转子(3)与转子轴(6)由螺丝(19)连接固定成一体，转子轴(6)与变速机(4)的主动轴(7)通过螺丝(9)固定连接，变速机(4)的外壳通过轴承(24)支撑在变速机(4)的主动轴(7)上，转子轴(6)通过轴承(12)和轴承(16)分别支撑在驱动马达轴(1)和变速机(4)的输出转子(8)上，轴承(12)由卡簧(23)轴向定位，变速机(4)的输出转子(8)与驱动马达端盖(17)通过螺丝(21)轴向连接固定，驱动马达端盖(17)由螺丝(18)固定在驱动马达外壳(5)上成一体，驱动马达外壳(5)分别由轴承(10)和轴承(11)支撑在驱动马达轴(1)上，轴承(10)和轴承(11)分别由卡簧(13)和卡簧(15)轴向定位，驱动马达轴(1)的一端开有中心孔，定子输出线(22)由孔内穿出。
2.根据权利要求1所述的驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的变速机(4)是机械有挡位自动变速机或机械无级自动变速机，还可以是固定速比变速机或机械拉线、拉杆变速机。
3.根据权利要求1所述的驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的驱动马达转子(3)是外转子式的套在驱动马达定子(2)的外面或是内转子式的套在驱动马达定子(2)轴腔的里面，还可以是盘式的单转子或双转子且分别安装在驱动马达定子(2)的轴向一侧或两侧。
4.根据权利要求1所述的驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的变速机(4)放置在转子轴(6)腔内或定子(2)轴腔内。
5.根据权利要求1所述的驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的驱动马达是外轮毂式输出且驱动马达外壳(5)轮毂两侧输出轴上带有外螺纹或中置式轴输出且通过连轴器(28)和单向轴承(30)或直接由变速机(4)的输出转子(8)输出动力。
6.根据权利要求1所述的驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的驱动马达轴(1)与驱动马达定子(2)固定在一起不动或驱动马达轴(1)通过轴承支撑可以正、反向自由转动。
7.根据权利要求1所述的驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的驱动马达是盘式的单转子或双转子且可以2-30个串接在一起同步运转。
8.根据权利要求1所述的驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的单向轴承(30)或用单向离合器代替且其安装在连轴器(28)或变速机(4)的输出转子(8)轴腔内或侧面。
9.根据权利要求1所述的驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的变速机(4)外壳是独立式的其一侧可与输出转子(8)或主动轴(7)连接固定成一体且还可以用转子轴(6)内腔套代替。
10.根据权利要求1所述的驱动马达及变速装置，其特征在于：所述的驱动马达是电动马达或气动马达或液压马达且其外壳端盖(17)是一个端盖或左右两个端盖由螺丝(18)分别固定在驱动马达外壳(5)上的左右两侧。
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