CN105946453A - 一种无轴车轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无轴车轮，轮毂、链轮、链子和连接架。其中，内轮毂中间空心；外轮毂固定有链轮，内轮毂固定有连接架，连接架位于车身侧连接有链轮及刹车系统或者再固定有电动机，链子连接这两个链轮。内轮毂固定有定子和轴承圈、外轮毂固定有永磁体和轴承圈。链轮可以用同步带轮代替，同时链子使用同步带代替。通过优化设计，利用车身的连接架安装有刹车系统的链轮或者同步带轮用于刹车，也可以安装外置电动机和变速箱成为外置动力无轴车轮，还可以内置轮毂电机为内置动力无轴车轮，为车辆提供无轴车轮。

Description

一种无轴车轮

技术领域

本发明涉及一种内轮毂空心、通过链轮或者同步带轮传送动力和刹车的无轴车轮。

背景技术

目前，公知的车辆的轮胎均由外胎和充气的内胆组成，容易发生爆胎，出现事故；摩托车和电动车的轮子的轮毂均为实心的，有中心的轴，一直没有改变。专利201420785004.0公开了一种无轴车轮，能够使电动车中心无轴。但是该专利在密封和轴承上考虑不准确，使水容易进入内部烧坏线圈，以及钢珠滚动后对轮毂的磨损会很快，导致该车轮无法运行。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种无轴车轮，它的构成如下：

一种无轴车轮，它包括：轮毂、链轮、链子和连接架。其中，所述车轮由轮胎、链轮、链子、连接架、外轮毂和内轮毂组成，内轮毂中间空心；所述外轮毂为“U”字形，外圈固定有轮胎；外轮毂的一侧固定有链轮；内轮毂呈“U”字形，与外轮毂的内侧面相对应；内轮毂的两侧固定有连接架；连接架的另一端固定于车身的车架；连接架的另一端内布置有连接于车身的车架的链轮和刹车系统；链子绕在轮毂链轮和连接架链轮的外圈形成一圈；连接架在中间内部固定有两个小链轮；链子绕在轮毂链轮和连接架链轮的外圈以及绕在连接架中间的小链轮的相对的内侧形成一圈。连接架的另一端内布置有固定于车身的车架的电动机和与电动机相连接的链轮和刹车系统；内轮毂固定有绕有线圈的定子、油箱、油封和远离中心的接触面为“Z”字形的内轴承圈；所述内轴承圈有孔，油箱通过管道与孔相连接；所述外轮毂固定有轮胎、永磁体、和朝中心方向接触面为“Z”字形的接触面有巴氏合金层的外轴承圈；内、外轮毂分别通过轴承圈和油封相连接。

优选的另一个实施例为，由同步带轮代替链轮，同步带代替链子。

本发明的优点是：通过优化设计，利用车身的连接架安装有刹车系统的链轮或者同步带轮用于刹车，也可以安装外置电动机和变速箱成为外置动力无轴车轮，还可以内置轮毂电机为内置动力无轴车轮，为车辆提供无轴车轮。

附图说明

图1为链轮正视图。

图2为同步带轮和同步带正视图。

图3为无轴车轮无动力单侧连接架实施例剖视示意图

图4为无轴车轮有电动机和双侧连接架实施例剖视示意图。

图5为无轴车轮正视示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行详细描述。

在附图中，1为分度圆，2为链轮，3为齿顶圆直径，4为同步带，5为同步带径线，6为同步带轮，7为分度圆直径，8为轮胎，9为外轮毂，10为连接架，11为内轮毂，12为链子，13为刹车系统，14为电动机，15为变速箱，201为小链轮，202为连接架链轮。

图1和图2示出了两组传动轮子的结构。如图所示，链轮（2）和同步带轮（6）是优化的内啮合直齿圆柱齿轮的内齿轮，它们的外齿轮分别优化为链子和同步带（4）；链轮（2）和同步带轮（6）都有分度圆（1），分度圆（1）为齿轮的有效运行线，是在端面内计算齿轮几何尺寸的基准圆，同步带（6）的同步带径线（5）相当于分度圆，同步带轮（6）的分度圆直径（7）大于齿顶圆直径（3）。它们两者可以互换使用，只是同步带轮适用于力量较小的传动，链轮则适用于任何力量的传动。

图1到图3和图5示出了无轴车轮第一实施例的结构。如图所示，车轮由轮胎（8）、链轮（2）、链子（12）、连接架（10）、外轮毂（9）和内轮毂（11）组成，内轮毂（11）中间空心，这样看上去没有轴，没有普通车轮的那根固定轴，为无轴车轮的整体组成部分；外轮毂（9）为“U”字形，符合国家标准，外圈固定有轮胎（8），用于行驶和减震，其中，轮胎（8）可以使用普通内外胎结合的充气轮胎，也可以使用充气的真空胎和子午胎，还可以使用一些永久免充气的轮胎，这样更加方便、安全和节省轮胎充气嘴的空间；外轮毂（9）的一侧固定有链轮（2），也可以两侧同时固定有链轮（2），用于传送动力、接收动力以及止动，通常使用单侧，两侧可以增强联动；内轮毂（11）呈“U”字形，与外轮毂（9）朝向圆心的面相对应，使内外轮毂可以转动，而且转动时不会左右偏移，其中，内轮毂（11）内需要安装一些润滑剂减少两者的摩擦力，润滑剂包括固态的石墨棒、半固态的润滑脂和液体的润滑油，前两者安装于内轮毂（11）远离圆心方向的孔内，而润滑油需要在内轮毂（11）安装有油箱以及管道和回收的过滤设备，过滤设备主要是滤清器，以便重复使用和方便清理；另外，在内外轮毂的两侧需要安装油封，防止其他物质的进入损坏两者的接触面，通常油封使用聚四氟乙烯或者增强型聚四氟乙烯外加作为弹簧的橡胶圈，以耐受高速的摩擦，也可以使用碳纤维复合材料，以增强油封的耐磨性和使用寿命，还可以使用其他材料。内轮毂（11）的一侧固定有连接架（10），也可以两侧同时有连接架（10），其中单侧可以减少安装步骤和部件，双侧可以增强车轮的稳定性和联动性，连接架（10）的另一端连接于车身的车架，用于连接车身和车轮，其中连接架（10）固定有与车身相连接的避震器，也可以在位于车身的车架端的两侧连接的中间部分有中置避震器，这里的避震器可以是单根的，也可以是双根或者多根，形成避震作用。连接架（10）在车身的车架端内布置有连接于连接架的连接架链轮（202）和刹车系统（13），刹车系统（13）是含有刹车鼓和刹车盘的鼓刹系统或者是含有碟刹器和碟刹片的碟刹系统，链子（12）绕在轮毂的链轮（2）和连接架链轮（202）的外圈形成一圈，这样可以形成联动，通常情况下连接架链轮（202）比轮毂的链轮（2）小，相对于连接架链轮（202），轮毂的链轮（2）为减速，当刹车系统（13）刹车时，通过止动连接架链轮（202）而止动轮毂的链轮（2），导致车轮停止运行，这里的刹车系统也可以安装在轮毂部分，也可以两组刹车系统同时存在，增强刹车能力，在外轮毂两侧对称固定有刹车片，内轮毂两侧对称固定有碟刹器，这里的碟刹器为“一”字形，与普通的“U”字形卡住碟刹片的卡口不同，没有另一边的固定侧、没有卡口，两侧同时压紧刹住外轮毂运行，另外轮毂刹车系统还可以是在内轮毂中部安装鼓刹系统与外轮毂内侧相接触，进行刹车；其中，在连接架（10）位于两个链轮之间固定有小链轮（201）对，小链轮（201）对可以是一对两个，在连接架（10）的中间部分，也可以是二对四个，分别在靠近轮毂链轮（2）和连接架链轮（202）个安装一对，链子（12）分别通过两端链轮（2）的外侧和中间小链轮（201）对之间形成一圈，用于减少连接架（10）外围的空间和连接更加紧密。另外，固定于连接架（10）的保护壳与外轮毂（9）的连接处有密封圈，密封圈的材质使用聚四氟乙烯或者增强型聚四氟乙烯外加作为弹簧的橡胶圈，以耐受高速的摩擦，也可以使用碳纤维复合材料，以增强密封圈的耐磨性和使用寿命，也可以是滤网，滤网具有良好的弹性，在其内侧有油后摩擦力极大的降低，能够防止水和其他东西的进入，更换也方便，价格也低，还可以使用其他材料。此为第一实施例，为无动力车轮，通常用于后置动力的前轮，也可以用于前置动力的后轮。第一实施例的延伸实施例为在内外轮毂之间安装轮毂电机，内轮毂（11）固定有绕有线圈的定子、油箱、油封和远离中心的接触面为“Z”字形的内轴承圈，内轴承圈有孔，油箱通过管道与孔相连接，用于润滑，外轮毂（9）固定永磁体和朝中心方向接触面为“Z”字形的外轴承圈，内、外轮毂分别通过轴承圈和油封相连接，整体形成轮毂电机。其中，轴承圈接触面有巴氏合金层的外轴承圈，能够起到更好的轴承的作用，巴氏合金为汽车发动机曲轴轴瓦的成分，还用于大型机电的轴瓦，用于小型机电和车轮时其他技术人员想不到，市场上也没有这样的产品，其中，巴氏合金可以分别用在内轴承圈或者外轴承圈，另外一个轴承圈最好不使用巴氏合金，以降低摩擦系数，另外一种材质以20号钢为最佳，两者的螯合性最佳，结合的牢固性也就最好，摩擦系数也是最低的，价格也是最划算的，能够降低成本；这里内外轴承圈的材质可以相同，也可以不同，另外一个轴承圈使用轴承钢可以大大延长轴承圈的使用寿命；如果巴氏合金加润滑剂后，其摩擦系数可低至0.005左右，可极大的降低摩擦系数并且能够大大的提高轴承圈的耐磨能力，达到降低能耗和提高使用寿命；巴氏合金主要有锡基、铅基、镉基三个系列，常用的是前两者，有多个牌号，其中锡基的耐磨性好，使用寿命长，但是价格贵。另外，在内外轮毂的两侧需要安装油封，防止其他物质的进入损坏两者的接触面，通常油封使用聚四氟乙烯或者增强型聚四氟乙烯外加作为弹簧的橡胶圈，以耐受高速的摩擦，也可以使用碳纤维复合材料，以增强油封的耐磨性和使用寿命，还可以使用其他材料。延伸实施例为内置动力无轴车轮。

如图1、图2、图4和图5示出了无轴车轮第二实施例的结构，此实施例的结构与第一实施例不同的地方在于，在一侧的连接架（10）在车身的车架端内布置有固定于连接架的电动机（14），电动机（14）连接有连接架链轮（202）和刹车系统（13），为车轮提供外罩动力，其中，电动机（14）可以通过变速箱（15）与连接架链轮（202）和刹车系统（13）相连接，电动机（14）还可以通过安装有减速器或者增速器的变速箱（15）与连接架链轮（202）和刹车系统（13）相连接，为车轮运行变速提供动力。

以上所有实施例的链轮（2）都可以使用同步带轮代替，同时链子（12）使用同步带代替，可以达到相同的效果。其中，在连接架（10）位于两个链轮之间固定有小链轮（201）对可以用同步带轮代替，也可以用无齿的圆轮代替或者安装有轴承的无齿轮代替或者直接用轴承代替，可以减少摩擦力或者节省材料费。另外，同步带可以使用碳纤维复合材料制作，以增强其牢固性。

此发明适用于电动车、电动摩托车和电动汽车，以及其他交通工具。

Claims (10)

1.一种无轴车轮，它包括：轮毂、链轮、链子和连接架，其特征是：所述车轮由轮胎、链轮、链子、连接架、外轮毂和内轮毂组成，内轮毂中间空心；所述外轮毂为“U”字形，外圈固定有轮胎；外轮毂的一侧固定有链轮；内轮毂呈“U”字形，与外轮毂朝向圆心的面相对应；内轮毂的一侧固定有连接架；连接架的另一端连接于车身的车架；连接架在车身的车架端内布置有连接于连接架的链轮和刹车系统；链子绕在轮毂链轮和车身的车架链轮的外圈形成一圈。

2.一种无轴车轮，它包括：轮毂、链轮、链子、电动机和连接架，其特征是：所述车轮由轮胎、链轮、链子、定子、永磁体、连接架、外轮毂和内轮毂组成，内轮毂中间空心；所述外轮毂为“U”字形，外圈固定有轮胎；外轮毂的一侧固定有链轮；内轮毂呈“U”字形，与外轮毂朝向圆心的面相对应；内轮毂的一侧固定有连接架；连接架的另一端连接于车身的车架；连接架在车身的车架端内布置有链轮和刹车系统；链轮和刹车系统和固定于连接架的电动机相连接；链子绕在轮毂链轮和车身的车架链轮的外圈形成一圈。

3.一种无轴车轮，它包括：轮毂、定子、永磁体、轴承圈、链轮、链子和连接架，其特征是：所述车轮由轮胎、链轮、链子、、定子、永磁体连接架、外轮毂和内轮毂组成，内轮毂中间空心；外圈固定有轮胎；外轮毂的一侧固定有链轮；内轮毂固定有绕有线圈的定子、油箱、油封和远离中心的接触面为“Z”字形的内轴承圈；所述内轴承圈有孔，油箱通过管道与孔相连接；所述外轮毂固定有轮胎、永磁体、和朝中心方向接触面为“Z”字形的外轴承圈；内、外轮毂分别通过轴承圈和油封相连接；内轮毂的一侧固定有连接架；连接架的另一端连接于车身的车架；连接架在车身的车架端内布置有连接于连接架的链轮和刹车系统；链子绕在轮毂链轮和车身的车架链轮的外圈形成一圈。

4.一种无轴车轮，它包括：轮毂、定子、永磁体、轴承圈、链轮、链子和连接架，其特征是：所述车轮由轮胎、链轮、链子、连接架、外轮毂和内轮毂组成，内轮毂中间空心；外圈固定有轮胎；外轮毂的一侧固定有链轮；内轮毂固定有绕有线圈的定子、油箱、油封和远离中心的接触面为“Z”字形的内轴承圈；所述内轴承圈有孔，油箱通过管道与孔相连接；所述外轮毂固定有轮胎、永磁体、和朝中心方向接触面为“Z”字形的接触面有巴氏合金层的外轴承圈；内、外轮毂分别通过轴承圈和油封相连接；内轮毂的一侧固定有连接架；连接架的另一端连接于车身的车架；连接架在车身的车架端内布置有连接于连接架的链轮和刹车系统；链子绕在轮毂链轮和车身的车架链轮的外圈形成一圈。

5.如权利要求1或者4任意一项所述的一种无轴车轮，其特征是：所述内轮毂两侧固定有连接架，两侧的连接架的另一端连接于车身的车架的两侧。

6.如权利要求1或者3到5任意一项所述的一种无轴车轮，其特征是：所述外轮毂两侧固定有链轮；内轮毂两侧固定有连接架，两侧的连接架的另一端连接于车身的车架两侧；两侧的连接架在车身的车架端内布置有连接于连接架的链轮和刹车系统；两侧的链子分别绕在同一侧的轮毂链轮和车身的车架链轮的外圈形成一圈。

7.如权利要求2或者5任意一项所述的一种无轴车轮，其特征是：所述外轮毂两侧固定有链轮；内轮毂两侧固定有连接架，两侧的连接架的另一端连接于车身的车架两侧；两侧的连接架其中的一侧在车身的车架端内布置有连接于连接架的链轮和刹车系统，另一侧的连接架在车身的车架端内布置有固定于连接架的电动机以及与电动机相连接的链轮和刹车系统；两侧的链子分别绕在同一侧的轮毂链轮和车身的车架链轮的外圈形成一圈。

8.如权利要求1或者7任意一项所述的一种无轴车轮，其特征是：所述外轮毂两侧对称固定有刹车片，内轮毂两侧对称固定有碟刹器；所述碟刹器为“一”字形，无普通的“U”字形卡住碟刹片的卡口另一边的固定侧、没有卡口。

9.如权利要求1到8任意一项所述的一种无轴车轮，其特征是：所述连接架在位于两个链轮之间固定有小链轮对，链子分别通过两端链轮的外侧和中间小链轮对之间形成一圈。

10.如权利要求1到9任意一项所述的一种无轴车轮，其特征是：所述链轮用同步带轮代替，链子用同步带代替。