CN104753244A - 电动自行车紧凑型轮毂电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动自行车紧凑型轮毂电机，包括主支撑轴、通过轴承安装在主支撑轴上的轮毂壳体、设于轮毂壳体内的电机、行星减速机构和超越离合器，还包括中轴速度传感装置；其特征在于所述行星减速机构包括太阳齿轮和与之啮合的若干行星齿轮，所述太阳齿轮设于电机输出轴上，而行星齿轮设于行星架上，所述行星架固定或一体设于主支撑轴上；所述超越离合器包括内圈和外圈，其中内圈与轮毂壳体固定，而外圈内侧一体设有内齿圈，该内齿圈与所述行星齿轮啮合。这种轮毂电机的内部空间利用率更高，配置更合理，体积更小，装配也更加便利，能够进一步提高生产效率，降低生产和维修成本。

Description

电动自行车紧凑型轮毂电机
技术领域
本发明属于轮毂电机结构技术领域，具体涉及一种电动自行车紧凑型轮毂电机。
背景技术
电动自行车上的轮毂电机结构主要由中轴、通过轴承安装在中轴上的壳体、设于壳体内的电机以及行星减速机构和离合器等部件所构成，为了进一步减轻重量，简化装配，此类轮毂电机的结构往往有着很大的改进空间。
以本公司于2009.10.21申报并已授权的发明专利（专利号为200920189579.5）为例，其揭示了一种电动轮毂，设计核心是将行星减速机构中的行星齿轮及其支架固定至超越离合器外圈，使之随超越离合器外圈一同运作，将超越离合器和行星机构加以整合，简化了两者的装配结构，减轻轮毂电机的整体重量。然而在长期的使用过程中，也暴露出这种电动轮毂存在的一些问题：
1） 电机藉由行星减速机构直接驱动轮毂的转动（行星齿轮与轮毂内齿圈啮合），而超越离合器是前置独立的，不承担传动的作用，而要间接通过行星减速机构来限制轮毂的转动，造成轮毂内部结构依旧不够优化，体积较大，装配繁琐。
2） 因行星齿轮及其支架安装至超越离合器外圈上，不仅使得装配结构繁琐，且同时意味着行星减速机构的外径要比离合器更大，加上超越离合器是凸置于电机前部，造成轮毂壳体内侧前部空间空隙较大，空间利用不合理。并且当需要更换大外径超越离合器时，往往需要增大行星减速机构乃至整个轮毂的尺寸，造成装配生产上的不便。
另外，目前的轮毂电机上均设计速度传感装置，通常包含安装在轮毂内侧中轴旋转构件上的磁环和与磁环对应的霍尔元件，缺点是一旦霍尔元件损坏，需要拆开轮毂壳体进行维修，较为繁琐，不仅提高了维修成本，且易造成霍尔元件的损坏。
发明内容
本发明目的是：提供一种电动自行车紧凑型轮毂电机，这种轮毂电机的内部空间利用率更高，配置更合理，体积更小，装配也更加便利，能够进一步提高生产效率，降低生产和维修成本。
本发明的技术方案是：一种电动自行车紧凑型轮毂电机，包括主支撑轴、通过轴承安装在主支撑轴上的轮毂壳体、设于轮毂壳体内的电机、行星减速机构和超越离合器，还包括中轴速度传感装置；其特征在于所述行星减速机构包括太阳齿轮和与之啮合的若干行星齿轮，所述太阳齿轮设于电机输出轴上，而行星齿轮设于行星架上，所述行星架固定或一体设于主支撑轴上；所述超越离合器包括内圈和外圈，其中内圈与轮毂壳体固定，而外圈内侧一体设有内齿圈，该内齿圈与所述行星齿轮啮合。
进一步的，本发明中所述电机为内转子外定子结构，主支撑轴上固定有定子支架，电机的定子固定于该定子支架上。
更进一步的，本发明中所述行星架与所述定子支架固定或一体相连。
进一步的，本发明中所述超越离合器的内圈与轮毂壳体的端壁固定。
进一步的，本发明中所述行星齿轮关于太阳齿轮呈中心对称分布。
更进一步的，本发明中所述行星齿轮的数量为3个。
进一步的，本发明中所述中轴速度传感装置包括由磁钢均匀间隔排布而成的磁环和与之配合的霍尔元件，所述磁环位于轮毂壳体内侧，而霍尔元件位于轮毂壳体外侧。
更进一步的，本发明中所述磁环固定于轮毂壳体的内端壁上，而主支撑轴上固定有霍尔元件安装支架，所述霍尔元件固定于该霍尔元件安装支架上。
需要指出本发明中的超越离合器本身为常规技术，本发明仅仅是在其外圈内侧增设了内齿圈，而对于其主体结构及其功能实现方式不作改进，均参加现有技术。
本发明中超越离合器的内圈与轮毂壳体的固定可以是紧配固定，也可以在内圈和轮毂壳体内壁设计相对应的凸肩和键槽进行配合，或者直接用螺钉或销钉等固定件固定。
本发明中霍尔元件的引出线与电动自行车的控制器电连接，其连接控制技术为常规技术，本发明不作详述。
本发明的优点是：
1）本发明提供的这种轮毂电机，是对本公司原产品结构的改进和优化，其将原先设于轮毂壳体内壁上并与行星减速机构啮合传动的内齿圈移至超越离合器的外圈内侧，使得超越离合器在承担“离合器”本身功能的同时，还承担对于轮毂壳体的直接传动作用。相当于整合了多个功能部件，优化了轮毂电机内部的结构配置，使其内部空间利用率更高，结构更加紧凑，体积更小，重量更轻。
2）相比原先产品，本发明无需将行星齿轮及其支架安装至超越离合器的外圈上，简化了结构，使装配更加便利，从而有利于进一步提高生产效率，节约生产和维修成本。且行星减速机构与超越离合器内圈是啮合匹配的关系，超越离合器不再凸置于行星减速机构前方，而是撑满于轮毂壳体内侧，空间利用率更高，结构更紧凑。同时当因调试需要而更换大外径超越离合器时，只需更换与超越离合器内圈啮合的行星齿轮的尺寸，而无需改动整个行星减速机构乃至轮毂壳体的尺寸，对于装配和维修更加便利，也节约了成本。
3）本发明的优化方案中，其将与磁环对应的霍尔元件装配在轮毂壳体的外侧，当霍尔元件存在问题时，无需拆开整个轮毂壳体即可对霍尔元件进行维修，操作更加便利，也更加节省时间。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明外部结构示意图；
图2为本发明的主结构剖视图；
图3为图1左视图；
图4为图1右视图；
图5为图2的A-A向视图（省略离合器部分）。
其中：1、主支撑轴；2、轴承；3、轮毂壳体；4、电机；4a、输出轴；4b、转子；4c、定子；5、超越离合器；6、太阳齿轮；7、行星齿轮；8、行星架；9、内圈；10、外圈；10a、内齿圈；11、定子支架；12、磁钢；13、霍尔元件；14、霍尔元件安装支架；15、螺钉；16、引出线。
具体实施方式
实施例：结合图1~图5所示，为本发明电动自行车紧凑型轮毂电机的一种具体实施方式，其同常规技术一样具有主支撑轴1，主支撑轴1上通过轴承2安装有可绕其旋转的轮毂壳体3，轮毂壳体3内从左到右依次设置超越离合器5、行星减速机构和电机4，同时还安装有中轴速度传感装置。
具体结合图1~图5所示，本实施例中所述电机4为内转子4b外定子4c结构，主支撑轴1上固定有定子支架11，电机4的定子4c固定于该定子支架11上；而转子4b上固定输出轴4a，且输出轴4a与定子支架11间装配有轴承（图中未标出）。
本实施例的主要改进在于超越离合器5和行星减速机构的装配结构。其中的行星减速机构由太阳齿轮6和与之啮合的3个行星齿轮7，以及安装行星齿轮7的行星架8共同构成，本实施例中的3个行星齿轮7关于太阳齿轮6呈中心对称分布（具体见图5所示），且均为双联齿轮，其中大的齿轮与太阳齿轮6啮合，而小的齿轮与超越离合器5外圈10上的内齿圈10a啮合。其中所述太阳齿轮6设于电机4的输出轴4a上，而行星齿轮7设于行星架8上，所述行星架8一体设于主支撑轴1上，并且本实施例中该行星架8同时与所述定子支架11一体相连。
所述超越离合器5具有内圈9和外圈10，其中内圈9与轮毂壳体3的左侧端壁通过三个螺钉15固定（具体见图3所示），而如图2所示，外圈10内侧一体设有内齿圈10a，该内齿圈10a与所述行星齿轮7均啮合。
本实施例中的中轴速度传感装置构成为：由磁钢12均匀间隔排布而成的磁环和与之配合的霍尔元件13，所述磁环位于轮毂壳体3内侧，具体固定于轮毂壳体3的右侧内端壁上，见图2和图4所示；而霍尔元件13位于轮毂壳体3外侧，主支撑轴1上固定有霍尔元件安装支架14，所述霍尔元件13就固定于该霍尔元件安装支架14上并与磁环相对。霍尔元件13的引出线16与电动自行车的控制器电连接，其连接控制技术为常规技术，本实施例中不作详述。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1. 一种电动自行车紧凑型轮毂电机，包括主支撑轴（1）、通过轴承（2）安装在主支撑轴（1）上的轮毂壳体（3）、设于轮毂壳体（3）内的电机（4）、行星减速机构和超越离合器（5），还包括中轴速度传感装置；其特征在于所述行星减速机构包括太阳齿轮（6）和与之啮合的若干行星齿轮（7），所述太阳齿轮（6）设于电机（4）输出轴（4a）上，而行星齿轮（7）设于行星架（8）上，所述行星架（8）固定或一体设于主支撑轴（1）上；所述超越离合器（5）包括内圈（9）和外圈（10），其中内圈（9）与轮毂壳体（3）固定，而外圈（10）内侧一体设有内齿圈（10a），该内齿圈（10a）与所述行星齿轮（7）啮合。
2. 根据权利要求1所述的电动自行车紧凑型轮毂电机，其特征在于所述电机（4）为内转子（4b）外定子（4c）结构，主支撑轴（1）上固定有定子支架（11），电机（4）的定子（4c）固定于该定子支架（11）上。
3. 根据权利要求2所述的电动自行车紧凑型轮毂电机，其特征在于所述行星架（8）与所述定子支架（11）固定或一体相连。
4. 根据权利要求1所述的电动自行车紧凑型轮毂电机，其特征在于所述超越离合器（5）的内圈（9）与轮毂壳体（3）的端壁固定。
5. 根据权利要求1所述的电动自行车紧凑型轮毂电机，其特征在于所述行星齿轮（7）关于太阳齿轮（6）呈中心对称分布。
6. 根据权利要求5所述的电动自行车紧凑型轮毂电机，其特征在于所述行星齿轮（7）的数量为3个。
7. 根据权利要求1所述的电动自行车紧凑型轮毂电机，其特征在于所述中轴速度传感装置包括由磁钢（12）均匀间隔排布而成的磁环和与之配合的霍尔元件（13），所述磁环位于轮毂壳体（3）内侧，而霍尔元件（13）位于轮毂壳体（3）外侧。
8. 根据权利要求7所述的电动自行车紧凑型轮毂电机，其特征在于所述磁环固定于轮毂壳体（3）的内端壁上，而主支撑轴（1）上固定有霍尔元件安装支架（14），所述霍尔元件（13）固定于该霍尔元件安装支架（14）上。
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