CN101989801B - 电动自行车用无肩无刷轮毂电机 - Google Patents
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Abstract
电动自行车用无肩无刷轮毂电机，属于直流电动自行车用电机技术领域。其特征在于电机的芯轴为无肩结构，芯轴上卡接与离合器内端顶触配合的无耳轴用卡簧，芯轴上套接锥形透空的锥面轮毂，锥面轮毂与锥面端盖连接构成外壳，锥面轮毂与内置的磁轭总成间隙配合、与内置的三行星齿轮机构传动配合，定子支架上配合设置霍尔测速传感器，锥面端盖内侧与霍尔测速传感器相对应位置设置信号磁片。上述的轮毂电机通过芯轴无肩结构和锥面轮毂透空结构最大限度地增加了轮毂内腔空间,采用内置式测速机构，结构新颖、合理，具有效力可靠、测速精确及重量轻、体积小、成本低等特点，是理想的电动自行车前置驱动装置，填补了国内轮毂电机内置电子数字测速的空白。
Description
技术领域
本发明属于电动机技术领域，具体涉及一种微型的电动自行车用无肩无刷轮毂电机。
背景技术
电动自行车目前普遍使用的无刷轮鼓电机，其芯轴都是有肩结构，即芯轴两端分别设置台阶，台阶两侧芯轴的直径发生变化，芯轴中间段比两端略大；采用这种芯轴结构的电机存在体积大, 重量重, 成本高等问题。另外传统的电动自行车所使用的测速器安装在电机外壳，以电流变化的数据为依据的模拟速度，不仅不美观，而且精度与可靠性差。
发明内容
本发明旨在提供一种无肩芯轴与透空轮毂结合以充分增加轮毂内腔空间而减小电机体积的结构、同时具有内置式测速结构以准确测速的电动自行车用无肩无刷轮毂电机技术方案，以克服现有技术中存在的问题。
所述的电动自行车用无肩无刷轮毂电机，包括配合连接的芯轴、定子支架、定子铁芯、定子绕组、磁轭总成、中心齿轮、三行星齿轮机构、离合器及锥面端盖，定子铁芯上嵌接一组霍尔传感器，其特征在于所述的芯轴为无肩结构，芯轴上卡接与离合器内端顶触配合的无耳轴用卡簧，芯轴上套接设置锥形透空的锥面轮毂，锥面轮毂与锥面端盖连接配合构成电机外壳，锥面轮毂与内置的磁轭总成间隙配合、与内置的三行星齿轮机构传动配合，定子支架上配合设置霍尔测速传感器，锥面端盖内侧与霍尔测速传感器相对应位置设置信号磁片。
所述的电动自行车用无肩无刷轮毂电机，其特征在于所述的锥面轮毂设置芯轴安装孔的底端由小圆台、大圆台叠接呈锥形结构；锥面轮毂的柱形段的内壁凹设形成一段环形凹面，构成锥面轮毂的透空结构，柱形段为所述的锥面轮毂透空段。
所述的电动自行车用无肩无刷轮毂电机，其特征在于所述的磁轭总成由磁轭圈、磁轭内端盖、永磁体构成，磁轭内端盖安装在锥面轮毂透空腹部内，磁轭圈连接在磁轭内端盖上并与锥面轮毂之间环形间隙配合，磁轭圈内表面粘接永磁体，永磁体采用平面磁钢粘接构成。
所述的电动自行车用无肩无刷轮毂电机，其特征在于锥面轮毂透空内圈上配合设置内齿圈，内齿圈与三行星齿轮机构的三个齿轮分别啮合传动配合。
所述的电动自行车用无肩无刷轮毂电机，其特征在于所述无耳轴用卡簧的卡簧圆环的两端分别设置装卸孔。
所述的电动自行车用无肩无刷轮毂电机，其特征在于所述三行星齿轮机构中用于安装行星齿轮的行星轴承两侧配合设置轴承盖板, 轴承盖板与行星齿轮固定连接。
所述的电动自行车用无肩无刷轮毂电机，其特征在于所述的轴承盖板与行星齿轮之间铆接固定。
上述的电动自行车用无肩无刷轮毂电机结构新颖、合理、紧凑，具有效力可靠、测速精确及重量轻、体积小、成本低等特点，通过芯轴采用无肩结构和锥面轮毂的透空结构,最大限度地增加了轮毂内腔空间,在保持同等输出特性要求下，能有效减小电机体积、降低电机重量，电机重量可减轻到2kg以下，而同类机型的重量一般在3kg左右，尤其适用于安装在电动自行车前叉位置的微型结构电机, 可单独驱动电动自行车，是非常理想的电动自行车前置驱动装置，而内置式霍尔电子测速，填补了国内电动自行车轮毂电机电子数字测速的空白。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为所述锥面轮毂的结构示意图；
图3为所述无耳轴用卡簧的结构示意图；
图4为本发明另一是实施例结构示意图。
图中：1－芯轴、2－锥面端盖、3－霍尔传感器、4－永磁体、5－磁轭总成、5a－磁轭圈、5b－磁轭内端盖、6－锥面轮毂、6a－柱形段、6b－大圆台、6c－小圆台、6d－芯轴安装孔、7－内齿圈、8－三行星齿轮机构、8a－行星齿轮、8b－轴承盖板、8c－行星轴承、9－无耳轴用卡簧、9a－卡簧圆环、9b－装卸孔、10－离合器、11－中心齿轮、12－定子绕组、13－定子铁芯、14－定子支架、15－霍尔测速传感器、16－信号磁片。
具体实施方式
现结合说明书附图，详细说明本发明的具体实施方式：
如图所示为电动自行车用无肩无刷轮毂电机，芯轴1为无肩结构，芯轴1上套接设置锥面端盖2、锥面轮毂6，锥面端盖2、锥面轮毂6之间通过螺钉固定连接构成电机外壳；锥面轮毂6采用锥形透空结构，其设置芯轴安装孔6d的底端由小圆台6c、大圆台6b叠接呈锥形结构；其柱形段6a的内壁凹设形成一段环形凹面，构成锥面轮毂6的透空结构；锥面端盖2同样采用由大小圆台叠接呈锥形结构；而在传统的电动自行车轮毂电机中，端盖与轮毂端部一般采用球面结构，锥面端盖2、锥面轮毂6端部采用锥形结构替代传统的球面结构，以及锥面轮毂6采用透空结构，可以有效提高机壳内部空间。在锥面端盖2、锥面轮毂6构成的机壳内的芯轴1上安装有定子支架14、定子铁芯13、定子绕组12、磁轭总成5、中心齿轮11、三行星齿轮机构8、离合器10。锥面轮毂6透空内圈上配合设置内齿圈7，内齿圈7与三行星齿轮机构8的三个行星齿轮8a分别啮合传动配合，同时三个行星齿轮8a分别与中心齿轮11啮合传动配合。离合器10内端的芯轴1卡接与离合器10顶触配合的无耳轴用卡簧9，无耳轴用卡簧9在其卡簧圆环9a的两端分别设置装卸孔9b，无耳轴用卡簧9卡接在芯轴1构成了芯轴1的台阶结构，既可定位离合器10又可承受轴向压力，而且将传统的卡簧双耳朵改变成卡簧圆环上设置装卸孔的结构，既可以适应小体积结构，也不会增加装卸难度；锥面轮毂6采用锥形透空结构，与内置的磁轭总成5间隙配合、与内置的三行星齿轮机构8传动配合；磁轭总成5由磁轭圈5a、磁轭内端盖5b、永磁体4构成，磁轭内端盖5b安装在锥面轮毂6透空腹部内，磁轭圈5a连接在磁轭内端盖5b端口并与锥面轮毂6的柱形段6a之间形成间隙配合，增加了锥面轮毂6的柱形段6a内壁到磁轭总成5外表面的距离，减小了二者由于各种原因发生磨擦的几率，提高了电机的可靠性；磁轭圈5a内表面粘接永磁体4，永磁体4采用平面磁钢粘接构成，构成永磁体4磁钢采用平面磁钢替代传统圆弧磁钢，不但制造成本大幅降低，而且电流明显减小，可使电动自行车的实际里程增加，平面磁钢可以用切片机直接切割成型，而圆弧磁钢需要采用线切割加工成型，平面磁钢制造成本比圆弧磁钢降低20%左右。定子铁芯13上嵌接一组霍尔传感器3，一般采用3个霍尔传感器，基本按相邻两个间隔12°排列设置，用于帮助电机启动用。定子支架14上配合设置霍尔测速传感器15，锥面端盖2上与霍尔测速传感器15相对应位置配合设置信号磁片16，电机转动一圈，信号磁片16给霍尔测速传感器15一个信号，单位时间内霍尔测速传感器15收到的信号的数量就可以换算成转速，内置式霍尔电子测速，精确测量行车速度，填补了国内电动自行车轮毂电机电子数字测速的空白。
上述实施例中，霍尔测速传感器15、霍尔传感器3分别采用美国霍尼韦尔公司出品的，型号可选用SS40A。霍尔测速传感器15、霍尔传感器3的引线及电机其它引线从芯轴1轴芯内部向一轴端端穿出，引线整齐，也便于接线。
上述实施例中，将三行星齿轮机构8中用于安装行星齿轮8a的行星轴承8c两侧配合设置轴承盖板8b, 轴承盖板8b与行星齿轮8a通过铆接固定连接，行星轴承8c通过铆接固定在行星齿轮8a上的轴承盖板8b固定，如图4所示，其轴向间隙没有了，在电机运转中行星轴承8c就不会产生窜动，行星轴承8c与安装轴间就不再有摩擦，就能减低电机的运行噪声，延长电机使用寿命。
上述实施例中，通过利用芯轴1采用无肩结构，以及锥面轮毂6的柱形段6a采用透空结构,最大限度地增加了轮毂内腔空间,从而可以增加绕组匝数,提高功率，从而可以在保证电机输出特性的前提下将电机尺寸缩小，能有效减小电机体积、降低电机重量，特别适用于微型结构的电机，电机重量可减轻到2kg以下，而同类机型的重量一般在3kg左右。
Claims (5)
1.电动自行车用无肩无刷轮毂电机，包括配合连接的芯轴(1)、定子支架(14)、定子铁芯(13)、定子绕组(12)、磁轭总成(5)、中心齿轮(11)、三行星齿轮机构(8)、离合器(10)及锥面端盖(2)，定子铁芯(13)上嵌接一组霍尔传感器(3)，其特征在于所述的芯轴(1)为无肩结构，芯轴(1)上卡接与离合器(10)内端顶触配合的无耳轴用卡簧(9)，芯轴(l)上套接设置透空的锥面轮毂(6)，锥面轮毂(6)与锥面端盖(2)连接配合构成电机外壳，锥面轮毂(6)透空段与内置的磁轭总成(5)间隙配合与内置的三行星齿轮机构(8)传动配合，定子支架(14)上配合设置霍尔测速传感器(15)，锥面端盖(2)内侧与霍尔测速传感器(15)相对应位置设置信号磁片(16)，所述的锥面轮毂(6)的芯轴安装孔(6d)的底端由小圆台(6c)、大圆台(6b)叠接呈锥形结构；锥面轮毂(6)的柱形段(6a)的内壁凹设形成一段环形凹面，构成锥面轮毂(6)的透空结构，柱形段(6a)为所述的锥面轮毂(6)透空段，所述的锥面轮毂(6)透空内圈上配合设置内齿圈(7)，内齿圈(7)与三行星齿轮机构(8)的三个齿轮分别啮合传动配合。
2.如权利要求1所述的电动自行车用无肩无刷轮毂电机，其特征在于所述的磁轭总成(5)由磁轭圈(5a)、磁轭内端盖(5b)、永磁体(4)构成，磁轭内端盖(5b)安装在锥面轮毂(6)透空腹部内，磁轭圈(5a)连接在磁轭内端盖(5b)上并与锥面轮毂(6)之间环形间隙配合，磁轭圈(5a)内表面粘接永磁体(4)，永磁体(4)采用平面磁钢粘接构成。
3.如权利要求1所述的电动自行车用无肩无刷轮毂电机，其特征在于所述无耳轴用卡簧(9)的卡簧圆环(9a)的两端分别设置装卸孔(9b)。
4.如权利要求1所述的电动自行车用无肩无刷轮毂电机，其特征在于所述三行星齿轮机构(8)中用于安装行星齿轮(8a)的行星轴承(8c)两侧配合设置轴承盖板(8b)，轴承盖板(8b)与行星齿轮(8a)固定连接。
5.如权利要求4所述的电动自行车用无肩无刷轮毂电机，其特征在于所述的轴承盖板(8b)与行星齿轮(8a)之间铆接固定。
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