CN102148557A

CN102148557A - 磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机

Info

Publication number: CN102148557A
Application number: CN2010190630471A
Authority: CN
Inventors: 朱翔; 朱幕松
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2011-08-10

Abstract

一种磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机，由轮毂圈、左右轮毂端盖、外转子无刷电机、钢管式轮毂轴、左右轴套、大齿圈、S形齿轮支架、传动齿轮、工字形电机齿轮、离合传动轴、活塞、拉钩、偏心离合手柄等组成，轮毂内设置钢管式轮毂轴，轴上外转子无刷电机可选用多种规格，由偏心离合手柄拉动轴心离合传动的轴、活塞及拉钩，使电机齿轮外转子端盖位移，电机齿轮与传动齿轮分离，利用电机磁力复位实现齿轮手动啮合，减速器三个齿轮是大而薄的2模钢齿，省去三个行星齿轮和超越离合器，轮毂直径18公分，重量3公斤，成本低于现有高速无刷轮毂电机，可靠性高，该轮毂电机不仅具有优良的滑行功能，还具有高效的反充电功能，不仅能用电摩和三轮车，尤其适用于标准型电动自行车，选用该电机能积极改变目前电动自行车普遍超标的现状。

Description

磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机

所属技术领域

本发明涉及一种电动自行车的轮毂电机，概述地说是一种简易齿轮减速机抅的具有手动齿轮离合功能的高速无刷轮毂电机。

背景技术

目前，市场现有电动车使用较多的是一种大轮毂低速无刷电机，它以结构简单，成本低，可靠性好的优势成为了主流产品，但是它并非十全十美，首先它只适合转速高的小轮电动车，用于转速低的大轮车就不能高效工作了，迫使其轮毂越做越大，其次它是直接驱动，没有滑行功能，没电骑行就十分沉重，另外它仍然存在笨重，过载能力差等缺点，仍然达不到高速电机的性能指标。那么，为什么高速无刷轮毂电机没能成为市场主流呢？主要因为这种轮毂电机普遍选用行星齿轮减速和超越离合器，其结构复杂、成本高、齿轮和超越离合器易损等缺点，阻碍了它的发展，其次是它只有滑行功能，没有反充电的柔性刹车功能，不能将刹车、减速、或下坡滑行时产生的能量反馈给蓄电池。

发明内容

为了克服现有低速和高速无刷轮毂电机的不足，为了推动轮毂电机向更先进的目标发展，本发明推出一种磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机，该轮毂电机不仅具有高速轮毂电机效率高、重量轻的优点，还具有低速轮毂电机结构简单、成本低、可靠性高的优点，不仅具有更好的滑行功能，还具有反充电的柔性刹车功能，它有效地解决了现有低速和高速轮毂电机存在的驱动离合不可控制所造成的矛盾。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是由轮毂圈、左右轮毂端盖、外转子无刷电机、钢管式轮毂轴、左右轴套、大齿圈、S形齿轮支架、传动齿轮、工字形电机齿轮、离合传动轴、传动活塞、传动拉钩、偏心轮式离合手柄等组成。

其结构特点是：本轮毂电机设有辐条式或者是与车轮圈一体化的轮毂圈，轮毂圈内圆左侧紧配安装大齿圈，轮毂圈两端装有左右轮毂端盖，端盖中部分别设有左右轴承架及轴承，左右轴承内装有左右轴套，轴套内装有钢管式轮毂轴，所述的外转子无刷电机装在轮毂轴右侧，该电机的直径大小，可根椐车轮直径以及车架开裆的大小灵活选用，用于车轮大开裆小的自行车选用大而扁的外转子无刷电机，反之选用小而宽的外转子无刷电机，该电机是在右轴承套左端焊接电枢支架盘，支架盘外圆紧配安装电枢支架圈，支架圈装有电枢铁心，铁心右端设有紧箍圈，铁心齿牙上设有三个位置不同的霍尔元件，铁心线槽内绕制三相电枢线圈，轮毂轴中部设有滑动的电机轴承，轴承外圆安装电机外转子端盖，端盖外圆紧配安装导磁圈，导磁圈内设有若干强永磁体，轮毂轴左侧设有滑动的齿轮轴承，轴承外圆装有工字形电机齿轮，齿轮右端设有定位止口，与电机轴承配合，电机齿轮端面与电机端盖用螺钉连接，左轴套左端制有定位扁台与车架配合安装，左轴套右端焊接S形齿轮支架，支架上端设有短轴，短轴上装有轴承和传动齿轮，该齿轮与大齿圈及电机齿轮准确啮合，三个齿轮都是大而薄的2模钢齿轮。所述的钢管式轮毂轴是在轴心设有较大的连通孔，该孔右端是出线孔，中部设有传动活塞，活塞右端设有传动拉钩，拉钩左端顶住电机轴承内圆，轮毂轴中部设有加强台，台上端制有拉钩槽，台下制有电枢线斜孔，与出线孔连通，电枢支架盘左端设有定位凸销，塞进拉钩槽内，右轴承套与轮毂轴是紧配安装，轮毂轴右端螺纹上制有定位扁台与车架配合安装，传动活塞左端设有传动轴，传动轴左端制有扁铁，扁铁左端设有轴销，轴销上设有偏心轮，偏心轮上设有离合手柄。该轮毂电机能广泛应用于各种电动车上，尤其是标准电动自行车，当用于不需滑行的电动摩托车和三轮车上，就将扁心轮手柄及传动扁铁、传动轴、活塞、拉钩等省去，安装小而宽的外转子无刷电机，便制成体积小、重量轻、功率大、效率高的高速无刷轮毂电机。

本发明的有益效果是：在结构设计方面，本轮毂电机采用最简单的减速机构，其齿轮受力点垂直于轴承，机械强度及传动效率不受影响，没必要采用行星齿轮，三个齿轮全是大而薄的2模钢齿，强度大、重量轻、轴向尺寸小，齿轮离合轴向位移小。本发明的电枢支架及传动齿轮支架采用轴套式结构，既增加了支架和轮毂轴的机械强度，又减小了支架的轴向尺寸，留出充分的空间，以便于安装多种规格的外转子无刷电机与减速器匹配。本发明的手动齿轮离合装置是利用电机转子和定子之间的磁力进行复位啮合的，因为齿轮位移小，所以对电机没有影响，其结构简单，仅增加一个手动传动装置，省去超越离合噐，既降低了成本，又增加两项实用功能，如果将离合传动装置省去，还可制成优良的电摩和三轮车电机。

在实际应用方面，本轮毂电机与现有大轮毂低速无刷电机相比，同样功率下，本电机3公斤重，轮毂直径180mm，后者6公斤重，而且体积大，其它性能指标均高于后者，另外有滑行功能。与现有高速无刷轮毂电机相比，本轮毂电机体积稍大，重量差不多，两者性能指标一样，但本电机结构却比较简单，省去三个行星齿轮，三个轴承和超越离合器，比后者成本低，可靠性高，另外有反充电功能。因此，本电机有显著的优越性。能广泛用于各种电动车，尤其适用于标准型电动自行车。

目前全国范围內的电动自行车大部分是超标的，其重量超过40公斤，速度超过20公里/小时，其实都是变相的电动摩托车，却和自行车一样的待遇在慢车道上行驶，其后果是交通混乱，管理困难，事故增加，这是不正常现象。

为什么标准型电动自行车不能占主流地位呢？主要是因为受电池和电机在技术条件上及成本的限制而造成目前电动车摩托化现状，选用本轮毂电机能有力推动标准型电动自行车的发展，能积极改变超标电动车现状，推广后，不仅具有可观的经济效益，而且还具有良好的社会效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明

附图是磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机剖面构造示意图

附图中，本轮毂电机设有辐条式或者是与车轮圈一体化的轮毂圈1，轮毂圈内圆左侧紧配安装大齿圈40，轮毂圈两端装有左右轮毂端盖23、19，，端盖中部分别设有左右轴承架及轴承34、15，，左右轴承内装有左右轴套33、11，，轴套内装有钢管式轮毂轴12，轮毂轴右侧安装外转子无刷电机，该电机直径大小，是根椐车轮直径以及车架开裆的大小确定，用于轮径大，车架开裆小的自行车，选用大而扁的外转子无刷电机，反之就选用小而宽的外转子无刷电机，该电机是在右轴承套左端焊接电枢支架盘18，支架盘外圆紧配安装电枢支架圈2，支架圈装有电枢铁心5，铁心右端设有紧箍圈6，铁心齿牙上设有三个位置不同的霍尔元件4，铁心线槽内绕制三相电枢线圈21，轮毂轴中部设有滑动配合的电机轴承25，轴承外圆安装电机外转子端盖3，端盖外圆紧配安装导磁圈2，导磁圈内设有若干强永磁体20，轮毂轴左侧设有滑动配合的齿轮轴承7，轴承外圆装有工字形电机齿轮35，齿轮右端设有定位止口24，与电机齿轮配合安装，齿轮右端面与电机端盖用螺钉连接，左轴套左端制有定位扁台28与车架配合安装，左轴套右端焊接S形齿轮支架36，支架上端设有短轴37，短轴上装有轴承38和传动齿轮39，该齿轮与大齿圈及电机齿轮准确啮合，三个齿轮都是大而薄的2模钢齿轮。所述的钢管式轮毂轴是在轴心设有较大的连通孔14，该孔右端是出线孔，中部设有传动活塞26，活塞右端设有传动拉钩10，拉钩左端顶住电机轴承内圆，轮毂轴中部设有加强台17，台上端制有拉钩槽8，台下制有电枢线斜孔16，与出线孔连通，电枢支架盘左端设有定位凸销9，塞进拉钩槽内，右轴承套与轮毂轴是紧配安装，轮毂轴右端螺纹上制有定位扁台13与车架配合安装，传动活塞左端设有传动轴27，传动轴左端制有扁铁29，扁铁左端设有轴销30，轴销上设有偏心轮31，偏心轮上设有离合手柄32。离合手柄向下扳动，偏心轮逆时针转动，拉动扁铁、传动轴、传动活塞、传动拉钩将电机轴承向左顶，轴承与外转子电机齿轮一体向左移动，电机齿轮与传动齿轮分离，手柄向上扳动，外转子依靠电机磁力向右复位，如果齿尖挡住没能啮合，在活动时能自动啮合，注意要在静止状态下啮合是合理的。

该轮毂电机用于不需要滑行功能的电动摩托车或者三轮车上，将离合手柄32，偏心轮31，铀销30，扁铁29，传动轴27，传动活塞26，传动拉钩10省去，安装小而宽的外转子无刷电机，能制成体积小、重量轻、功率大、效率高的高速无刷轮毂电机。

Claims

1.一种磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机，由轮毂圈、左右轮毂端盖、外转子无刷电机、钢管式轮毂轴、左右轴套、大齿圈、S形齿轮支架、传动齿轮、工字形电机齿轮、离合传动轴、传动活塞、传动拉钩、偏心轮、离合手柄等组成，其特征是：本轮毂电机设有辐条式或者是与车轮圈一体化的轮毂圈(1)，轮毂圈内圆左侧紧配安装大齿圈(40)，轮毂圈两端装有左右轮毂端盖(23、19)，端盖中部分别设有左右轴承架及轴承(34、15)，左右轴承内装有左右轴套(33、11)，轴套内装有钢管式轮毂轴(12)，轮毂轴右侧安装外转子无刷电机，该电机是在右轴承套左端焊接电枢支架盘(18)，支架盘外圆紧配安装电枢支架圈(22)，支架圈装有电枢铁心(5)，铁心右端设有紧箍圈(6)，铁心齿牙上设有三个位置不同的霍尔元件(4)，铁心线槽内绕制三相电枢线圈(21)，轮毂轴中部设有滑动配合的电机轴承(25)，轴承外圆安装电机外转子端盖(3)，端盖外圆紧配安装导磁圈(2)，导磁圈内设有若干强永磁体(20)，轮毂轴左侧设有滑动配合的齿轮轴承(7)，轴承外圆装有工字形电机齿轮(35)，齿轮右端设有定位止口(24)，与电机轴承配合安装，齿轮右端面与电机端盖用螺钉连接，左轴套左端制有定位扁台(28)与车架配合安装，左轴套右端焊接S形齿轮支架(36)，支架上端设有短轴(37)，短轴上装有轴承(38)和传动齿轮(39)，该齿轮与大齿圈及电机齿轮准确啮合，三个齿轮都是大而薄的2模钢齿轮，所述的钢管式轮毂轴是在轴心设有较大的连通孔(14)，该孔右端是出线孔，中部设有传动活塞(26)，活塞右端设有传动拉钩(10)，拉钩左端顶住电机轴承内圆，轮毂轴中部设有加强台(17)，台上端制有拉钩槽(8)，台下制有电枢线斜孔(16)，该孔与出线孔连通，电枢支架盘左端设有定位凸销(9)，塞进拉钩槽内，右轴承套与轮毂轴是紧配安装，轮毂轴右端螺纹上制有定位扁台(13)与车架配合安装，传动活塞左端设有传动轴(27)，传动轴左端制有扁铁(29)，扁铁左端设有轴销(30)，轴销上设有偏心轮(31)，偏心轮上设有离合手柄(32)。

2.根椐权利要求1所述的磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机，其特征是：轮毂轴右侧的外转子无刷电机，其直径大小能灵活选用，用于车轮大，车架开裆小的自行车，就选用大而扁的外转子无刷电机，反之就选用小而宽的外转子无刷电机。

3.根椐权利要求1所述的磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机，其特征是：该轮毂电机用于不需要滑行功能的电动摩托车或者三轮车上，将离合手柄(32)，偏心轮(31)，铀销(30)，扁铁(29)，传动轴(27)，传动活塞(26)，传动拉钩(10)省去，安装小而宽的外转子无刷电机。