CN103280917A - 自动离合的电机转子 - Google Patents

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Abstract

本发明创造公开了一种自动离合的电机转子，包括转子壳体(4)、主轴(13)、转子磁钢(3)、中心轴套(18)、离合机构和推动机构，转子磁钢(3)均布在转子壳体(4)上，所述的中心轴套(18)设置在主轴(13)上，转子壳体(4)与中心轴套(18)固定，所述离合机构包括导套(16)、主动连接器(8)、从动连接器(9)、复位弹簧(5)、盖板(7)，导套(16)与转子壳体(4)固定，主动连接器(8)设置在导套(16)的滑槽(6)上，从动连接器(9)设置在中心轴套(18)上，盖板(7)设在转子壳体(4)上，复位弹簧(5)均布在盖板(7)与主动连接器(8)之间，从动连接器(9)上设有输出齿盘(10)。采用本结构后，具有结构简单合理、安装使用方便、传动扭矩大、使用寿命长、通用性好、自动离合变速等优点。

Description

自动离合的电机转子
技术领域
本发明创造涉及一种直流电机转子，特别是一种可以根据电机转速变化自动离合输出不同扭矩和速度的直流电机转子。
背景技术
电动车按类型可分为电动自行车、电动摩托车、电动三轮车和电动汽，电动车作为绿色朝阳产业，在中国发展已有十年之久，由于节能环保、操作简单、使用方便、运行成本低，深受中低收入阶层的青睐，同时也得到了各级政府的高度重视，近几年中国电动车市场一直保持跨越式增长，电动车进入快速发展通道，轮毂电机出现了供不应求的局面。
目前电动车上使用的轮毂电机一般采用直流电机，通过直流电机带动轮毂转动，实现电动车骑行的目的，这种模式结构简单、控制方便。但在实际使用过程中，电动车对不同的路况其要求是不同的，当正常行驶时，要求电机转子转速快、输出扭矩小；当启动、爬坡或大负载时，要求电机转子转速慢、输出扭矩大。
现有电机转子存在的主要问题有：一是由于电机转子按正常运行条件设计，在电机功率不变的条件下无法改变输出扭矩，因此，在启动、爬坡和大负载时常常使直流电机处于非正常状态下运转，迫使直流电机在低效率区工作，导致电机堵转、发热，甚至停止转动，造成电机、蓄电池、控制器等重要部件受到冲击，缩短寿命；二是现有的直流电机爬坡能力和过载能力差、适应范围小、运行效率低、续行里程短。为此，许多生产厂家和有识之士都进行了卓有成效地开发和研究，但至今尚未有合理的产品面世。
发明内容
为了克服现有电动车直流电机转子存在的上述弊病，本发明创造的目的是提供一种结构简单合理、安装使用方便、传动扭矩大、使用寿命长、通用性好、自动离合变速的自动离合的电机转子。
本发明创造解决上述技术问题所采用的技术方案，它包括转子壳体、主轴、转子磁钢、中心轴套、离合机构和推动机构，转子磁钢均布在转子壳体上，所述的中心轴套可转动地设置在主轴上，转子壳体与中心轴套固定连接，所述离合机构包括导套、主动连接器、从动连接器、复位弹簧、盖板，导套与转子壳体固定，主动连接器可轴向移动地设置在导套的滑槽上，从动连接器可转动地设置在中心轴套上，盖板设在转子壳体上，复位弹簧均布在盖板与主动连接器之间，从动连接器上设有输出齿盘。
本发明创造的进一步方案，所述推动机构包括设置在导套上的离心滚珠导轨和设置在该离心滚珠导轨上的离心滚珠。
本发明创造的进一步方案，所述推动机构为离心块，离心块铰接在中心轴套上。
本发明创造的进一步方案，所述主轴上设有可转动的输出齿轮，输出齿轮与输出齿盘啮合。
本发明创造的进一步方案，所述主动连接器上设有向外凸出的主动摩擦盘，主动摩擦盘上设有外锥度摩擦面，从动连接器上设有与外锥度摩擦面相配合的内锥度摩擦面。
本发明创造的进一步方案，所述主动连接器上设有向外凸出的主动摩擦盘，主动摩擦盘上设有内锥度摩擦面，从动连接器上设有与内锥度摩擦面相配合的外锥度摩擦面。
采用上述结构后，与现有技术比较有如下优点和效果：
一是将离合机构和推动机构安装在转子壳体内组合成一体，电机转子工作后根据不同转速自动离合工作，在行驶过程中自动转换输出不同的速度及扭矩，使电机在不同路况下都能稳定工作，有效提高爬坡能力、过载能力和续行里程。
二是当电机转子速度从低到高，离心滚珠或离心块离心产生的推动力超出复位弹簧的弹力时，离心滚珠或离心块推动主动连接器与从动连接器结合带动输出齿盘，输出齿盘带动输出齿轮旋转工作输出高速度和小扭矩；当电机转子速度从高到低时，由于离心滚珠或离心块离心力减小，主动连接器在复位弹簧的推力作用下，主动连接器与从动连接器自动分离，从动连接器失去动力，从动连接器、输出齿盘及输出齿轮空转，电机转子输出低速度和高扭矩，从而完成从高速到低速的自动转换，结构简单合理，传动扭矩大，精度要求低，使用寿命长，通用性好。
三是由于主动连接器上设有向外凸出的主动摩擦盘，主动摩擦盘上设有锥度摩擦面，从动连接器设有相对应的锥度摩擦面，可以保证主动连接器与从动连接器在离合机构结合时快速、平稳、可靠。
附图说明
图1为本发明创造第一种具体实施方案的结构示意图。
图2为本发明创造主动连接器的主视结构示意图。
图3为本发明创造图2的A-A剖面结构示意图。
图4为本发明创造第二种具体实施方案的结构示意图。
图5为本发明创造第三种具体实施方案的结构示意图。
图6为本发明创造第四种具体实施方案的结构示意图。
其中1电机定子，2定子线圈，3转子磁钢，4转子壳体， 5复位弹簧，6滑槽，7盖板，8主动连接器，9从动连接器，10输出齿盘，11第一轴承，12输出齿轮，13主轴，14第二轴承，15第三轴承，16导套，17离心滚珠，18中心轴套，19第四轴承，20弹簧连接销，21主动摩擦盘，22外锥度摩擦面，23离心块。
具体实施方式
图1、图2和图3所示，为本发明创造一种自动离合的电机转子的第一种具体实施方案，它包括转子壳体4、主轴13、转子磁钢3、中心轴套18、离合机构和推动机构，转子磁钢3均布在转子壳体4外表面上，转子壳体4对应安装在电机定子1上，电机定子1上设有定子线圈2，所述的中心轴套18通过第三和第四轴承15、19可转动地设置在主轴13上，转子壳体4与中心轴套18固定连接，所述离合机构包括导套16、主动连接器8、从动连接器9、复位弹簧5、盖板7，导套16与转子壳体4固定，主动连接器8可轴向移动地设置在导套16的滑槽6上，从动连接器9通过第一轴承11可转动地设置在中心轴套18上，盖板7通过卡簧设在转子壳体4上，复位弹簧5通过弹簧连接销20均布在盖板7与主动连接器8之间，从动连接器9上设有输出齿盘10。所述主轴13上设有可转动的输出齿轮12，输出齿轮12与输出齿盘10啮合。所述主动连接器8上设有向外凸出的主动摩擦盘21，主动摩擦盘21上设有外锥度摩擦面22，从动连接器9上设有与外锥度摩擦面22相配合的内锥度摩擦面。所述推动机构包括设置在导套16上的离心滚珠导轨和设置在该离心滚珠导轨上的离心滚珠17。
下面对本发明创造的第一种具体实施方案作进一步描述，电机控制器控制电机定子1上的各个定子线圈2按顺序工作，并在气隙中产生有效跳跃式旋转磁场，转子磁钢3受到气隙中转动磁场的作用下沿着固定方向带动转子壳体连续运转，此时根据电机控制器提供的电压脉宽，从低到快旋转。当低速运行时，盖板7、主动连接器8、导套16和离心滚珠17随转子壳体4同步转动，此时离心滚珠17产生的离心力小，无法克服复位弹簧5的弹力去推动主动连接器8，主动连接器8与从动连接器9处于分离状态，从动连接器9、输出齿盘10和输出齿轮12空转。随着速度的提升，离心滚珠17的离心力不断增大，当离心力达到可以克服复位弹簧5的弹力时，离心滚珠17推动主动连接器8移动，使主动连接器8与从动连接器9可靠结合，主动连接器8带动从动连接器9及输出齿盘10旋转，输出齿盘10带动输出齿轮12旋转工作输出高速度和小扭矩，从而实现低速到高速的自动转换。
当速度下降时，离心滚珠17的离心力也随之下降，主动连接器8在复位弹簧5的弹力推动下与从动连接器9分离，从动连接器9失去动力，从动连接器9、输出齿盘10和输出齿轮12空转，电机转子输出低速度和高扭矩，从而完成从高速到低速的自动转换。
图4所示，为本发明创造一种自动离合的电机转子的第二种具体实施方案，与第一种实施方案不同之处是所述主动连接器8上设有向外凸出的主动摩擦盘21，主动摩擦盘21上设有内锥度摩擦面，从动连接器9上设有与内锥度摩擦面相配合的外锥度摩擦面。本实施方案的工作原理与第一种具体实施方案相同，在此不再重述。
图5所示，为本发明创造一种自动离合的电机转子的第三种具体实施方案，与第一种实施方案不同之处是所述推动机构为离心块23，离心块23铰接在中心轴套18上。本实施方案的工作原理与第一种具体实施方案基本相同，在此不再重述。
图6所示，为本发明创造一种自动离合的电机转子的第四种具体实施方案，与第二种实施方案不同之处是所述推动机构为离心块26，离心块26铰接在中心轴套18上。本实施方案的工作原理与第一种具体实施方案基本相同，在此不再重述。
以上所述，只是本发明创造的四个实施例，并非对本发明创造作出任何形式上的限制，在不脱离本发明创造的技术方案基础上，所作出的简单修改、等同变化或修饰，均落入本发明创造的保护范围。

Claims (6)

1.一种自动离合的电机转子，包括转子壳体(4)、主轴(13)、转子磁钢(3)、中心轴套(18)、离合机构和推动机构，转子磁钢(3)均布在转子壳体(4)上，其特征是：所述的中心轴套(18)可转动地设置在主轴(13)上，转子壳体(4)与中心轴套(18)固定连接，所述离合机构包括导套(16)、主动连接器(8)、从动连接器(9)、复位弹簧(5)、盖板(7)，导套(16)与转子壳体(4)固定，主动连接器(8)可轴向移动地设置在导套(16)的滑槽(6)上，从动连接器(9)可转动地设置在中心轴套(18)上，盖板(7)设在转子壳体(4)上，复位弹簧(5)均布在盖板(7)与主动连接器(8)之间，从动连接器(9)上设有输出齿盘(10)。
2.根据权利要求1所述的自动离合的电机转子，其特征是：所述推动机构包括设置在导套(16)上的离心滚珠导轨和设置在该离心滚珠导轨上的离心滚珠(17)。
3.根据权利要求1所述的自动离合的电机转子，其特征是：所述推动机构为离心块(23)，离心块(23)铰接在中心轴套(18)上。
4.根据权利要求2或3所述的锥度式自动离合器，其特征是：所述主轴(13)上设有可转动的输出齿轮(12)，输出齿轮(12)与输出齿盘(10)啮合。
5.根据权利要求4所述的自动离合的电机转子，其特征是：所述主动连接器(8)上设有向外凸出的主动摩擦盘(21)，主动摩擦盘(21)上设有外锥度摩擦面(22)，从动连接器(9)上设有与外锥度摩擦面(22)相配合的内锥度摩擦面。
6.根据权利要求4所述的自动离合的电机转子，其特征是：所述主动连接器(8)上设有向外凸出的主动摩擦盘(21)，主动摩擦盘(21)上设有内锥度摩擦面，从动连接器(9)上设有与内锥度摩擦面相配合的外锥度摩擦面。
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