CN109256877B - 一种电动车用轮毂电机的轮毂以及轮毂电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动车用轮毂电机的轮毂以及轮毂电机，包括轮辋和导磁环，轮辋和导磁环均为金属铁材质，轮辋内侧周面和导磁环外侧周面配作焊接固定，其特征在于：导磁环外侧设有若干外齿状凸台周向均布，外齿状凸台齿顶圆周面与轮辋内侧圆周面配作后焊接固定，导磁环采用不均匀壁厚拉伸方法成型或通过将若干单独所述外齿状凸台周向均布于均匀壁厚的铁圈外侧定位并将外齿状凸台两侧根部与铁圈外侧交接处焊接固定形成一整体，导磁环轴向两侧端平面上设有周向均布的固定螺纹孔。本发明的有益效果是：本发明的轮毂的外齿状轮廓，减重降本，同时外齿状齿顶多点焊接，有助于提升轮毂的结合强度和支撑强度，另外齿底空腔提升了轮毂的防锈效果。
Description
技术领域
本发明涉及电动车技术领域，特别是涉及一种电动车用轮毂电机的轮毂以及轮毂电机。
背景技术
电动车以其低碳环保、节能、安全可靠、性能稳定、价格低廉等特点，适用于各种复杂环境，广泛应用于日常生活交通出行方面。而电动车的核心部件是轮毂电机，轮毂电机的性能决定了电动车正常骑行时的负载能力、平稳性、安全可靠性以及舒适感，当然电机的价格是市场竞争力的最直接表现，而电机的以上这些参数特性源于对电机结构的优化设计，因而如何从电机结构及制造工艺入手，实现电机结构稳定性和安全可靠性、降低电机成本，延长电机使用寿命成为电机优化创新的重心。
当前两轮电动车所装载的电机大多为轮毂电机，轮毂电机的核心部件为定子和转子，转子套设在定子外圈，转子包括装胎的轮辋、导磁环以及导磁环内圈所粘贴的多个永磁体，而其定子由卷叠而成的定子铁芯和支架构成，支架中心焊接有轴套，定子铁芯齿上绕制有漆包线，电机定、转子通过中心轴和两侧端盖及轴承连接组装而成。
现有技术中，应用于电动车上的轮毂电机的轮毂大多采用的是铁材质薄钢板卷焊压制的轮辋与匀匀壁厚的导磁环单侧焊接而成，为保证导磁环端面的固定螺丝孔有足够的空间和强度，导磁环厚度以最大尺寸需求设计，此结构导致导磁环非固定螺丝孔部位壁厚有过剩，增加了材料的用量，且当前轮毂普遍采用单面焊接固定来实现导磁环与轮辋之间的定位固定，焊缝较少。而如何通过合理的设计，优化导磁环的结构，革新导磁环的制造工艺，减少原材料的浪费，降低成本，提升轮毂的机械强度和抗腐蚀性能是本发明的创研动机。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种导磁环用料省、重量轻、结合强度和支撑强度高、成本低、抗腐蚀能力强的电动车用轮毂电机的轮毂以及它的制造方法。本发明提供的电动车用轮毂电机的轮毂，优化的导磁环的各部位壁厚和结构特点。
为实现上述目的，本发明提供的一种电动车用轮毂电机的轮毂，其技术方案为：
一种电动车用轮毂电机的轮毂，包括轮辋和导磁环，所述轮辋和所述导磁环均为金属铁材质，所述轮辋内侧周面和所述导磁环外侧周面配作焊接固定，其特征在于：所述导磁环外侧设有若干外齿状凸台周向均布，所述外齿状凸台齿顶圆周面与所述轮辋内侧圆周面配作后焊接固定，所述导磁环采用不均匀壁厚拉伸方法成型或通过将若干单独所述外齿状凸台周向均布于均匀壁厚的铁圈外侧定位并将所述外齿状凸台两侧根部与铁圈外侧交接处焊接固定形成一整体，所述导磁环轴向两侧端平面上设有周向均布的固定螺纹孔。此设计方案，节约了导磁环钢材用料，减重降本，同时导磁环外侧和轮辋内圈的多点焊接固定，提高了导磁环和轮辋的结合强度和支撑强度，另外，防锈处理时，使得轮毂导磁环和轮辋结合缝隙处防锈处理的更彻底，防锈层涂覆更充分，大大提升了轮毂的抗腐蚀能力。导磁环采用不均匀壁厚拉伸方法成型，便于工业化大批量生产，模具拉伸成型，产品一致性好，结构稳定，大批量生产成本低。而通过将若干单独所述外齿状凸台周向均布于均匀壁厚的铁圈外侧定位并将所述外齿状凸台两侧根部与铁圈外侧交接处焊接固定形成一整体的方法。由于均匀壁厚的铁圈可由薄壁钢板卷焊成型，再加焊外齿状凸台部分，原材料成本低。
本发明提供一种电动车用轮毂电机的轮毂，其还具备如下附属技术方案：
其中，导磁环外齿状凸台的齿形顶部与轮辋内圈采用轴向两侧双面焊接固定或多段单侧焊接固定。此设计方案，有效的提高了导磁环和轮辋间的结合强度和轮毂的整体支撑强度。
其中，导磁环外侧各拐角必须倒圆角。此设计方案优化了导磁环一体拉伸成型工艺过程中的拐角拉伸应力，提高了拉伸模的使用寿命和拉伸成品的力学性能，减少变形量。
其中，导磁环内径为190mm~280mm，此设计方案便于电机优化需求特性，扩大适用范围。
其中，导磁环外齿状凸台齿廓形状可为矩形或三角形或梯形或倒三角形或倒梯形或半圆形，且外齿状凸台的齿顶圆周面外径为200mm~295mm。此设计方案，各种结构齿廓形状有利于提高轮毂的强度，适用于不同的负载需求。
其中，外齿状凸台齿形底部与轮辋内圈形成空腔，导磁环外齿状轭部壁厚为2.0mm~7.0mm。此设计方案，使电机按需选取轭部厚度，减少材料浪费，减重降本。
其中，导磁环轴向宽度为25mm~60mm。此设计方案，提升电机的使用范围。
一种电动车用轮毂电机，包括定子、转子和连接轴，所述定子与连接轴周向定位，所述转子包括轮辋、导磁环和永磁体，所述永磁体均匀设于导磁环内侧，其特征在于：还包括权利要求1至7任意一项所述的轮毂，所述轮毂的导磁环轴向两端面设有端盖，所述端盖中心设有轴承和油封，所述端盖通过固定螺钉与上述轮毂固定。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：
本发明提供的电动车用轮毂电机的轮毂，采用不均匀壁厚一体拉伸成型的制造工艺，有效的保证的齿状顶部圆环的尺寸一致性和结构稳定性，拉升成型的导磁环尺寸精度高，变形量少，可保证电机轮毂的品质，此结构节约了导磁环钢材用料，减重降本，同时导磁环外侧和轮辋内圈的多点焊接固定，提高了导磁环和轮辋的结合强度和支撑强度，周向均匀焊接，有助于平衡焊接变形应力。另外，防锈处理时，使得轮毂导磁环和轮辋结合缝隙处防锈处理的更彻底，防锈层涂覆更充分，大大提升了轮毂的抗腐蚀能力。
本发明提供的电动车用轮毂电机的轮毂，通过将若干单独所述外齿状凸台周向均布于均匀壁厚的铁圈外侧定位并将所述外齿状凸台两侧根部与铁圈外侧交接处焊接固定形成一整体的制造工艺，对比一体拉伸成型制造方法，大大降低了对原材料要求和加工成本，可采用板料卷焊成型，通过二次焊接凸齿结构来实现轮毂的结构优化，减重降本，利于防锈处理，提高轮毂焊接强度和支撑强度，且齿状为堆成焊接，周向为均布焊点，有助于焊接变形应力的平衡，减少轮毂径向跳动。
附图说明
图1为本发明电动车用轮毂电机的轮毂的拉伸成型导磁环的结构示意图。
图2为本发明电动车用轮毂电机的轮毂的分体焊接导磁环的结构示意图。
图3为本发明电动车用轮毂电机的轮毂的结构示意图。
图中，1、轮毂；11、轮辋；12、导磁环；13、空腔；14、焊接固定处； 121、外齿状凸台；122、导磁环外齿状轭部；123、固定螺纹孔；124、齿廓根部焊接固定点；125、均匀壁厚的铁圈。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步的详细说明，需要说明的是，所描述的实施例仅旨在便于本领域技术人员对本发明的理解，而对本发明的保护范围不起任何限定作用。
实施例1：
如图1至图3所示，本实施例提供的一种电动车用轮毂电机的轮毂1，为10寸轮毂，包括轮辋11和导磁环12，轮辋11和导磁环12均为金属铁材质，轮辋11内侧周面和导磁环12外侧周面配作焊接固定。导磁环12内侧为圆周面，用于粘贴永磁体，导磁环12外侧最大圆周面与轮辋11内圈相互配作，保证两者焊接时的定位和变形支撑配合精度。导磁环12为低碳钢材质，轮辋11为薄壁钢板卷制焊接而成，轮毂1外露表面经防锈处理，可选用喷漆、喷塑、电泳等防锈处理方法，导磁环12需经过磷化防锈处理，保证内部表面的防锈性能。导磁环12和轮辋11焊接固定后，再进行轮毂1装配尺寸的精加工。本实施例的导磁环12所应用的电机为48槽52片永磁体结构，定子外径206mm~207mm.
特别的是，导磁环12外侧设有若干外齿状凸台121周向均布，外齿状凸台121齿顶圆周面与所述轮辋11内侧圆周面配作后焊接固定，导磁环12采用不均匀壁厚拉伸方法成型，导磁环12轴向两侧端平面上设有周向均布的固定螺纹孔123。此设计方案的一次成型工艺，需设计多级拉伸模具，采用热轧或冷轧工艺，保证成型导磁环12外周面的形状和尺寸精度，此制造工艺在工业化大批量生产中，产品的一致性得到保证，生产效率高，结构稳定，导磁环12外圆周面无需二次加工或只需做微量的切削加工，保证其与轮辋11配作是的结合公差配合精度。
导磁环12外齿状凸台121的齿形顶部与轮辋11内圈采用轴向两侧双面焊接固定或多段单侧焊接固定。
导磁环12外侧各拐角必须倒圆角，导磁环12内径为190mm~280mm，优选，导磁环12内径为204mm~215mm，进一步优选，导磁环12内径为208mm~213mm，本实施例中，导磁环12内径为212.5mm。
导磁环12外齿状凸台121齿廓形状可为矩形或三角形或梯形或倒三角形或倒梯形或半圆形，且外齿状凸台121的齿顶圆周面外径为200mm~295mm，优选，导磁环12外齿状凸台121齿廓形状为梯形，外齿状凸台121的齿顶圆周面外径为224mm~228mm，进一步优选，本实施例中，外齿状凸台121的齿顶圆周面外径为226mm~227mm。
外齿状凸台121齿形底部与轮辋11内圈形成空腔13，导磁环外齿状轭部122壁厚为2.0mm~7.0mm，优选，导磁环外齿状轭部122壁厚为3.0mm~4.0mm，进一步优选，本实施例中，导磁环外齿状轭部122壁厚为3.0mm~3.5mm。
导磁环12轴向宽度为25mm~60mm，优选，导磁环12轴向宽度为30mm~40mm，进一步优选，本实施例中，导磁环12轴向宽度为30mm~35mm。
本发明提供的电动车用轮毂电机的轮毂1，通过设计合理的导磁环12结构，优化了电机磁路，减少导磁环12钢材浪费，提高了轮毂1结合强度和支撑强度，轮毂1抗冲击能力和抗腐蚀能力得到显著提升，轮毂1在轻量化的电机中应用，实现减重降本。
实施例2：
本实施例中的技术方案与实施例1的技术方案大部分相同，本实施例仅对不相同的部分进行详述，本实施例与实施例1相同的部分不再赘述。本实施例的导磁环12所应用的电机为51槽46片永磁体结构，定子外径197mm~200mm。
导磁环12内径为190mm~280mm，优选，导磁环12内径为204mm~206mm，进一步优选，本实施例中，导磁环12内径为205mm。
导磁环12外齿状凸台121的齿顶圆周面外径为200mm~295mm，优选，外齿状凸台121的齿顶圆周面外径为119mm~222mm，进一步优选，本实施例中，外齿状凸台121的齿顶圆周面外径为119mm~221mm。
实施例3：
本实施例中的技术方案与实施例1的技术方案大部分相同，本实施例仅对不相同的部分进行详述，本实施例与实施例1相同的部分不再赘述。本实施例的导磁环12所应用的电机为48槽52片永磁体结构，定子外径203mm~205mm。
实施例4：
本实施例中的技术方案与实施例1的技术方案大部分相同，本实施例仅对不相同的部分进行详述，本实施例与实施例1相同的部分不再赘述。
特别的是，导磁环12外侧设有若干外齿状凸台121周向均布，外齿状凸台121齿顶圆周面与轮辋11内侧圆周面配作后焊接固定，通过将若干单独外齿状凸台121周向均布于均匀壁厚的铁圈125外侧定位并将外齿状凸台121两侧根部与铁圈外侧交接处通过齿廓根部焊接固定点124焊接固定形成一整体，导磁环12轴向两侧端平面上设有周向均布的固定螺纹孔123。此设计方案和加工制造方法，均匀壁厚铁圈可采用钢板卷制焊接而成，再将若干外齿状凸台121均布焊接于铁圈外侧壁，钢板卷制成铁圈的生产工艺简单，材料要求低，且外齿状凸台121可充分利用各种边角料，节约成本。
以上所述实施例仅为本发明的优选实施例，仅用以说明本发明的技术方案，并非是对本发明的专利范围的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容对本发明的技术方案进行修改或等同替换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
尽管本文较多地使用了轮毂1、轮辋11、导磁环12、空腔13、焊接固定处14、外齿状凸台121、导磁环外齿状轭部122、固定螺纹孔123、齿廓根部焊接固定点124、均匀壁厚的铁圈125等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (8)
1.一种电动车用轮毂电机的轮毂，包括轮辋和导磁环，所述轮辋和所述导磁环均为金属铁材质，所述轮辋内侧周面和所述导磁环外侧周面配作焊接固定，其特征在于：所述导磁环外侧设有若干外齿状凸台周向均布，所述外齿状凸台齿顶圆周面与所述轮辋内侧圆周面配作后焊接固定，所述导磁环采用不均匀壁厚拉伸方法成型或通过将若干单独所述外齿状凸台周向均布于均匀壁厚的铁圈外侧定位并将所述外齿状凸台两侧根部与铁圈外侧交接处焊接固定形成一整体，所述导磁环轴向两侧端平面上设有周向均布的固定螺纹孔。
2.根据权利要求1所述的电动车用轮毂电机的轮毂，其特征在于：所述导磁环外齿状凸台的齿形顶部与所述轮辋内圈采用轴向两侧双面焊接固定或多段单侧焊接固定。
3.根据权利要求1或2所述的电动车用轮毂电机的轮毂，其特征在于：所述导磁环外侧各拐角必须倒圆角。
4.根据权利要求1或2所述的电动车用轮毂电机的轮毂，其特征在于：所述导磁环内径为190mm~280mm。
5.根据权利要求1或2所述的电动车用轮毂电机的轮毂，其特征在于：所述导磁环外齿状凸台齿廓形状为矩形或三角形或梯形或半圆形，且所述外齿状凸台的齿顶圆周面外径为200mm~295mm。
6.根据权利要求1或2所述的电动车用轮毂电机的轮毂，其特征在于：所述外齿状凸台齿形底部与所述轮辋内圈形成空腔，所述导磁环外齿状轭部壁厚为2.0mm~7.0mm。
7.根据权利要求1或2所述的电动车用轮毂电机的轮毂，其特征在于：所述导磁环轴向宽度为25mm~60mm。
8.一种电动车用轮毂电机，其特征在于：包括定子和连接轴，定子与连接轴周向定位，还包括权利要求1-7任一项所述的轮毂，永磁体均匀设于导磁环内侧，所述轮毂的导磁环轴向两端面设有端盖，所述端盖中心设有轴承和油封，所述端盖通过固定螺钉与上述轮毂固定。
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