CN102412658A - 新型电动自行车用中置电机 - Google Patents

Abstract

本发明包括电驱动段、减速段和离合器段，中轴从各段的中心穿过。电驱动段包括电机壳及设在其内壁上的定子铁心和永磁铁，还包括穿设在定子铁心内部的转子铁心；减速段包括减速器壳及其内部的行星齿轮机构，减速器壳的内壁上设有齿圈，行星齿轮机构包括行星架、太阳轮及其周围的三个行星轮；离合器段为超越离合器，包括离合器外套及并排设于其内部的离合器星轮和行星架星轮。其中，太阳轮穿设在转子铁心内部并与之键连接，行星架星轮固接在行星架的中心，中轴依次穿过转子铁心、太阳轮、行星架、行星架星轮和离合器星轮，并与离合器星轮键连接。本发明通过将脚踏板轴与电机轴合为一体，实现了一种真正意义上的中置电机。

Description

新型电动自行车用中置电机

技术领域

本发明涉及一种新型电动自行车用中置电机。

背景技术

随着电动自行车越来越普及，人们对其结构及动力性能提出了更高的要求。现在市面上流行的电动自行车采用的大多是轮毂电机，安装在自行车的前轮轴或者后轮轴处，分别称之为前置驱动和后置驱动。轮毂电机为外转子，转子和电机壳是结合在一起的，当转子转动，就带动电机外壳转动，电动自行车车轮也就转动。但是与传统的自行车相比，前置驱动和后置驱动方式均不符合人们的日常骑车习惯，人们所熟悉的方式是由中间链轮驱动的中置驱动方式。因此，为了解决此问题，人们开发了中置电机，将其安装到自行车的中间部位实现人们所熟悉的中置驱动。中置电机具有诸多的优点：首先，其磁阻较低，这样当人们推行电动自行车时，不再像传统前置驱动或后置驱动方式下那么费力；其次，中置电机可以是高速电机，这样可以做的体积小、质量轻，而且可以利用齿轮减速机构进行减速，从而获得大的输出转矩，适于爬坡；此外，与传统前置或后置电机相比，中置电机具有安装、维护方便的优点，因此得到了广泛的应用。现有的中置电机为了与自行车脚踏板轴及链轮、链条相配合，通常做成三轴的形式，及同时具备电机轴、偏心输出轴和小链轮轴。安装之后，自行车的脚踏板轴与电机轴和偏心输出轴均无联系，这相当于在传统自行车的中间部位安装了一个独立的电机，并没有真正实现“中置驱动”，即没有实现脚踏板轴和电机轴的共轴。这样的中置电机仍然没有解决安装、维护麻烦的问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种安装、维护方便，真正实现中置驱动的新型电动自行车用中置电机。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：新型电动自行车用中置电机包括电驱动段、减速段和离合器段，中轴从所述各段的中心穿过，所述电驱动段包括电机壳及设在其内壁上的定子铁心和永磁铁，还包括穿设在所述定子铁心内部的转子铁心；所述减速段包括减速器壳及其内部的行星齿轮机构，所述减速器壳的内壁上设有齿圈，所述行星齿轮机构包括行星架、太阳轮及其周围的三个行星轮；所述离合器段为超越离合器，包括离合器外套及并排设于其内部的离合器星轮和行星架星轮，构成了双离合器结构；所述太阳轮穿设在所述转子铁心内部并与之键连接，所述行星架星轮固接在所述行星架的中心，所述中轴依次穿过所述的转子铁心、太阳轮、行星架、行星架星轮和离合器星轮，并与所述离合器星轮键连接。

本发明还可以采用如下技术方案：

在所述电机壳后部还设有电机端盖，所述电机端盖上设有轴承，所述轴承的内圈固接在所述中轴上。

在所述离合器外套内、所述离合器星轮外侧还设有轴承，所述轴承的内圈固接在所述中轴上。

在所述减速器壳的外侧还设有减速器端盖，所述减速器端盖、减速器壳和电机壳通过三根长螺栓固定。

在所述离合器外套上还设有链轮，两者通过铆钉固接。

所述永磁铁数量为9块。

所述中轴的两端设置成连接脚踏板用的方头形状。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用了上述设计，本发明安装和维护方便。与传统的前置驱动和后置驱动方式中用到的轮毂电机相比，本中置电机真正地从电动自行车的其它部件上独立出来，只需在自行车中部设置一个简单的电机固定套，通过螺钉或者螺栓将其固定，再将链条安装到链轮上即可，当电机发生故障，拆卸和重新安装也非常方便。本发明中，由于设置了行星减速机构，将电驱动部分产生的高速转动转化为低速转动输出，从而转矩增大，适合爬坡。超越离合器将人力蹬脚踏板和经减速机构输出的电机驱动作为一个比较，将较快的运动经离合器外套输出给链轮，此种结构和运行方式使脚踏板轴和电机轴共轴成为可能，从而优化了整个中置电机的结构，使之成为真正意义上的中置电机。

附图说明

图1是本发明的外部结构示意图；

图2是本发明的轴向剖视图。

图中：1、链轮；  2、铆钉；  3、中轴；  4、轴承；  5、离合器外套；  6、超越离合器；  7、减速器端盖；  8、长螺栓；  9、行星轮；  10、减速器壳；  11、电机壳；  12、定子铁心；  13、电机端盖；  14、离合器星轮；  15、行星架星轮；  16、行星架；  17、齿圈；  18、太阳轮；  19、永磁铁；  20、转子铁心。

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：

请参见图1和图2，本发明包括电驱动段、减速段和离合器段，中轴3从所述各段的中心穿过。电驱动段包括电机壳11及设在其内壁上的定子铁心12和9块永磁铁19，还包括穿设在定子铁心12内部的转子铁心20。在电机壳11后部还设有电机端盖13，该电机端盖13上设有轴承4，该轴承4的内圈固接在中轴3上。减速段包括减速器壳10及其内部的行星齿轮机构，减速器壳10的内壁上设有齿圈17，行星齿轮机构包括行星架16、太阳轮18及其周围的三个行星轮9。在减速器壳10的外侧还设有减速器端盖7，所述减速器端盖7、减速器壳10和电机壳11通过三根长螺栓8固定。离合器段为一个超越离合器6，包括离合器外套5及并排设于其内部的离合器星轮14和行星架星轮15。在离合器外套5内、离合器星轮14的外侧还设有轴承4，该轴承4的内圈固接在中轴3上。其中，太阳轮18穿设在转子铁心20内部并与之键连接，行星架星轮15固接在行星架16的中心，中轴3依次穿过所述的转子铁心20、太阳轮18、行星架16、行星架星轮15和离合器星轮14，并与离合器星轮14键连接。

在离合器外套5上还设有链轮1，两者通过铆钉2固接。中轴3的两端设置成连接脚踏板用的方头形状。

本实例的工作过程：本中置电机中脚踏板轴和电机轴共轴，因此在同一根中轴3上存在两种驱动，即人力通过脚踏板作用到中轴3的驱动和电机电驱动部分经减速机构作用于中轴3上的驱动。此两种驱动力充分利用了超越离合器6的结构特性进行选择输出，即选择具有较快转速的一方进行输出，另外一方做空转。当电机未通电，人力经脚踏板作用于中轴3的运动趋势大于电机电驱动部分的运动趋势，此时中轴3带动离合器星轮14转动，离合器星轮14将滚柱推挤到其与离合器外套5之间卡紧，离合器外套5就开始与中轴3同速转动，进而带动链轮1旋转。当电机通电，人力未对脚踏板进行踩踏，此时电机电驱动部分作用于中轴3的运动趋势较大，转子铁心20将转矩传递给太阳轮18，太阳轮18再将转矩传递给其周围的行星轮9，经减速后的旋转运动由行星架16传递给行星架星轮15，行星架星轮15将滚柱推挤到其与离合器外套5之间卡紧，离合器外套5就开始与中轴3同速转动，进而带动链轮1旋转。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种新型电动自行车用中置电机，包括电驱动段、减速段和离合器段，中轴从所述各段的中心穿过，其特征在于：

所述电驱动段包括电机壳及设在其内壁上的定子铁心和永磁铁，还包括穿设在所述定子铁心内部的转子铁心；

所述减速段包括减速器壳及其内部的行星齿轮机构，所述减速器壳的内壁上设有齿圈，所述行星齿轮机构包括行星架、太阳轮及其周围的三个行星轮；

所述离合器段为超越离合器，包括离合器外套及并排设于其内部的离合器星轮和行星架星轮,构成双离合器结构；

所述太阳轮穿设在所述转子铁心内部并与之键连接，所述行星架星轮固接在所述行星架的中心，所述中轴依次穿过所述的转子铁心、太阳轮、行星架、行星架星轮和离合器星轮，并与所述离合器星轮键连接。

2.按照权利要求1所述的新型电动自行车用中置电机，其特征在于：在所述电机壳后部还设有电机端盖，所述电机端盖上设有轴承，所述轴承的内圈固接在所述中轴上。

3.按照权利要求1所述的新型电动自行车用中置电机，其特征在于：在所述离合器外套内、所述离合器星轮外侧还设有轴承，所述轴承的内圈固接在所述中轴上。

4.按照权利要求1所述的新型电动自行车用中置电机，其特征在于：在所述减速器壳的外侧还设有减速器端盖，所述减速器端盖、减速器壳和电机壳通过三根长螺栓固定。

5.按照权利要求1所述的新型电动自行车用中置电机，其特征在于：在所述离合器外套上还设有链轮，两者通过铆钉固接。

6.按照权利要求1所述的新型电动自行车用中置电机，其特征在于：所述永磁铁数量为9块。

7.按照权利要求1所述的新型电动自行车用中置电机，其特征在于：所述中轴的两端设置成连接脚踏板用的方头形状。

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