CN106100218A - 内转子轮毂电机 - Google Patents

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王清华
张文超
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    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/108—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with friction clutches

Abstract

本申请公开了一种内转子轮毂电机，其包括单向离合器、轮毂外壳、旋转布置在该轮毂外壳内的中轴、固定设置在所述中轴上且与所述轮毂外壳传动连接的中轴齿、布置于所述中轴外围的转子、布置于所述转子外围的定子，所述转子和定子均收容于所述轮毂外壳内部，所述单向离合器套设连接在所述中轴和所述转子之间。本申请大大缩减了内转子轮毂电机的轴向尺寸，使其能够安装在小尺寸的自行车车架上。

Description

内转子轮毂电机
技术领域
本申请涉及一种轮毂电机，尤其是一种用于电动自行车的内转子轮毂电机。
背景技术
电动车轮毂电机轴向尺寸受自行车车架限制，只能在有限的轴向尺寸范围内。在径向尺寸不变的情况下，如何缩小轮毂电机(尤其是带离合器的减速电机)的轴向尺寸，以使其适用小尺寸的自行车车架(尤其是前叉或后叉间隙较小的自行车车架)，是本领域技术人员一直努力解决的问题。
发明内容
本申请目的是：针对上述问题，提供一种轴向尺寸较小的内转子轮毂电机，以使其能够安装在小尺寸的自行车车架上。
本申请的技术方案是：一种内转子轮毂电机，包括单向离合器、轮毂外壳、旋转布置在该轮毂外壳内的中轴、固定设置在所述中轴上且与所述轮毂外壳传动连接的中轴齿、布置于所述中轴外围的转子、布置于所述转子外围的定子，所述转子和定子均收容于所述轮毂外壳内部，所述单向离合器套设连接在所述中轴和所述转子之间。
本申请在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：
所述单向离合器包括离合器内圈、与该离合器内圈单向锁紧的离合器外圈，所述离合器内圈固定套设在所述中轴外围，所述离合器外圈固定套设在所述转子径向内侧。
所述单向离合器全部收容于所述转子的轴向内侧。
所述中轴齿与所述中轴为一体结构。
还包括用于将该内转子轮毂电机连接在车架上的、且同轴布置的左连接轴和右连接轴，所述左连接轴和右连接轴的一部分伸入所述轮毂外壳内、另一部分伸出所述轮毂外壳外，并且左连接轴和右连接轴均分别通过轴承与所述轮毂 外壳旋转连接，所述中轴与所述左连接轴和右连接轴同轴布置。
所述轴承为深沟球轴承。
所述中轴齿与所述轮毂外壳是通过齿轮传动装置传动连接的。
所述齿轮传动装置包括与所述中轴齿啮合连接的尼龙齿轮，与所述尼龙齿轮啮合连接的内齿圈，所述尼龙齿轮通过轴承旋转连接在所述左连接轴上，所述内齿圈固定设置在所述轮毂外壳上。
所述轮毂外壳由通过螺钉连接在一起的外壳本体和外壳端盖构成，所述内齿圈一体成型于所述外壳端盖上。
所述轮毂外壳设置有通过螺钉固定在所述左连接轴上的定子支架，所述定子固定在该定子支架上，所述定子支架与所述中轴之前支撑有轴承。
所述中轴上套设有分别位于所述单向离合器轴向两侧的滑动垫圈。
本申请的优点是：传统内转子轮毂电机的转子是完全固定在中轴上的，而本申请利用单向离合器将转子单向锁紧固定在中轴上，转子和中轴不再完全固定。如此设置，使得单向离合器和转子公用同一段轴承空间，该轮毂电机无需专门为单向离合器额外增设全尺寸轴向安装空间，从而使得该轮毂电机的轴向尺寸大大减小，使其能够安装在较小的自行车车架上。
附图说明
下面结合附图及实施例对本申请作进一步描述：
图1为本申请实施例中内转子轮毂电机的轴向剖面图；
其中：1-轮毂外壳，1a-外壳本体，1b-外壳端盖，1c-内齿圈，2-中轴，2a-中轴齿，3-转子，4-定子，5-单向离合器，6-左连接轴，7-右连接轴，8-轴承，9-尼龙齿轮，10-定子支架，11-螺钉，12-滑动垫圈。
具体实施方式
图1示出了本申请这种内转子轮毂电机的一个具体实施例，与传统内转子轮毂电机相同的是，它也包括单向离合器5、轮毂外壳1、旋转布置在该轮毂外壳1内的中轴2(或称转轴)、固定设置在所述中轴2上且与所述轮毂外壳1传 动连接的中轴齿2a、布置于所述中轴2外围的转子3、布置于所述转子3外围的定子4，转子3和定子4均收容于所述轮毂外壳1内部。
本实施例的关键改进在于：该电机将所述单向离合器5套设连接在所述中轴2和所述转子3之间。
传统内转子轮毂电机的转子是完全固定在中轴上的，而本实施例利用单向离合器5将转子3单向锁紧固定在中轴2上，转子3和中轴2不再完全固定。
如此设置，使得单向离合器5和转子3公用同一段轴承空间，该轮毂电机无需专门为单向离合器5额外增设全尺寸轴向安装空间，从而使得该轮毂电机的轴向尺寸大大减小，使其能够安装在较小的自行车车架上。
与一些传统单向离合器相同的是，本实施例所采用的上述单向离合器5也包括离合器内圈、与该离合器内圈单向锁紧的离合器外圈。本实施例中，所述离合器内圈固定套设在所述中轴2外围，所述离合器外圈固定套设在所述转子3径向内侧。
一般来说，转子3的轴向尺寸要大于单向离合器5的轴向尺寸，基于这一特征，本实施例将上述单向离合器5全部收容于转子3的轴向内侧，从而使得该单向离合器5完全占用该轮毂电机的轴向尺寸。
本实施例中，所述中轴齿2a与所述中轴2为一体结构。
该轮毂电机还包括用于将该内转子轮毂电机连接在车架上的、且同轴布置的左连接轴6和右连接轴7，所述左连接轴6和右连接轴7的一部分伸入所述轮毂外壳内、另一部分伸出所述轮毂外壳外，并且左连接轴6和右连接轴7均分别通过轴承8(该轴承8为深沟球轴承)与所述轮毂外壳1旋转连接，所述中轴2与所述左连接轴6和右连接轴7同轴布置。
所述中轴齿2a与所述轮毂外壳1是通过齿轮传动装置传动连接的。
所述齿轮传动装置包括与所述中轴齿2a啮合连接的尼龙齿轮9，与所述尼龙齿轮9啮合连接的内齿圈1c，所述尼龙齿轮9通过轴承8(该轴承8也为深沟球轴承)旋转连接在所述左连接轴6上，所述内齿圈1c固定设置在所述轮毂 外壳1上。
所述轮毂外壳1由通过螺钉11(该螺钉为半沉头螺钉)连接在一起的外壳本体1a和外壳端盖1b构成，所述内齿圈1c一体成型于所述外壳端盖1b上。
所述轮毂外壳1设置有通过螺钉11(该螺钉为沉头螺钉)固定在所述左连接轴6上的定子支架10，所述定子4固定在该定子支架10上。所述定子支架10与所述中轴2之前支撑有轴承8(该轴承8也为深沟球轴承)。
实际应用时，将左连接轴6和右连接轴7用螺母锁紧固定在自行车车架的前叉或后叉上。电动模式下，电机通电而带动转子3在图1左视方向作顺时针转动，转子3通过单向离合器5带动中轴2同向转动(此时单向离合器处于锁紧状态)，中轴2上的中轴齿2a带动尼龙齿轮9在图1左视方向作逆时针转动，尼龙齿轮9再带动与之啮合的内齿圈1c在图1左视方向也作逆时针转动，进而带动轮毂外壳1在图1左视方向也作逆时针转动，轮毂外壳1通过辐条带动车轮转动，车辆前行。人力模式下，人踩脚踏通过链条带动轮毂外壳1在图1左视方向作逆时针转动，轮毂外壳1通过辐条带动车轮转动，使车辆前行。此时轮毂外壳内的内齿圈1c带动尼龙齿轮9在图1左视方向作逆时针转动，尼龙齿轮9通过中轴齿2a带动中轴2在图1左视方向作顺时针转动，而此时单向离合器的内圈和外圈处于分离状态，故中轴2的转动不会传递给转子3，转子3不会跟随中轴2旋转，大大减少了前进阻力。
为了防止单向离合器5(尤其是该离合器的外圈)与其轴向两侧的其他电机零部件(比如图1中离合器轴向左右两侧的两个轴承)发生接触干涉，而导致车辆滑行或人力骑行过程中增大车辆前行阻力，本实施例在中轴2上套设有分别位于该单向离合器5轴向两侧的滑动垫圈12，滑动垫圈12采用摩擦系数非常小的材质，其将单向离合器5与轴向两侧的零部件隔开0.4～0.5mm，有效避免上述问题的发生。
当然，上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根 据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种内转子轮毂电机，包括单向离合器(5)、轮毂外壳(1)、旋转布置在该轮毂外壳(1)内的中轴(2)、固定设置在所述中轴(2)上且与所述轮毂外壳(1)传动连接的中轴齿(2a)、布置于所述中轴(2)外围的转子(3)、布置于所述转子(3)外围的定子(4)，所述转子(3)和定子(4)均收容于所述轮毂外壳(1)内部，其特征在于：所述单向离合器(5)套设连接在所述中轴(2)和所述转子(3)之间。
2.如权利要求1所述的内转子轮毂电机，其特征在于：所述单向离合器(5)包括离合器内圈、与该离合器内圈单向锁紧的离合器外圈，所述离合器内圈固定套设在所述中轴(2)外围，所述离合器外圈固定套设在所述转子(3)径向内侧。
3.如权利要求2所述的内转子轮毂电机，其特征在于：所述单向离合器(5)全部收容于所述转子(3)的轴向内侧。
4.如权利要求2所述的内转子轮毂电机，其特征在于：所述中轴齿(2a)与所述中轴(2)为一体结构。
5.如权利要求1或2或3或4所述的内转子轮毂电机，其特征在于：还包括用于将该内转子轮毂电机连接在车架上的、且同轴布置的左连接轴(6)和右连接轴(7)，所述左连接轴(6)和右连接轴(7)的一部分伸入所述轮毂外壳内、另一部分伸出所述轮毂外壳外，并且左连接轴(6)和右连接轴(7)均分别通过轴承(8)与所述轮毂外壳(1)旋转连接，所述中轴(2)与所述左连接轴(6)和右连接轴(7)同轴布置。
6.如权利要求5所述的内转子轮毂电机，其特征在于：所述轴承(8)为深沟球轴承。
7.如权利要求5所述的内转子轮毂电机，其特征在于：所述中轴齿(2a)与所述轮毂外壳(1)是通过齿轮传动装置传动连接的。
8.如权利要求7所述的内转子轮毂电机，其特征在于：所述齿轮传动装置包括与所述中轴齿(2a)啮合连接的尼龙齿轮(9)，与所述尼龙齿轮(9)啮 合连接的内齿圈(1c)，所述尼龙齿轮(9)通过轴承(8)旋转连接在所述左连接轴(6)上，所述内齿圈(1c)固定设置在所述轮毂外壳(1)上。
9.如权利要求8所述的内转子轮毂电机，其特征在于：所述轮毂外壳(1)由通过螺钉(11)连接在一起的外壳本体(1a)和外壳端盖(1b)构成，所述内齿圈(1c)一体成型于所述外壳端盖(1b)上。
10.如权利要求1所述的内转子轮毂电机，其特征在于：所述轮毂外壳(1)设置有通过螺钉(11)固定在所述左连接轴(6)上的定子支架(10)，所述定子(4)固定在该定子支架(10)上，所述定子支架(10)与所述中轴(2)之前支撑有轴承(8)。
11.如权利要求1所述的内转子轮毂电机，其特征在于：所述中轴(2)上套设有分别位于所述单向离合器(5)轴向两侧的滑动垫圈(12)。
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