CN1375913A

CN1375913A - 动力轮圈马达

Info

Publication number: CN1375913A
Application number: CN01106338A
Authority: CN
Inventors: 李宜和
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2002-10-23
Anticipated expiration: 2021-03-21
Also published as: CN100344051C

Abstract

本发明是有关一种动力轮圈马达,其主要于车轮外盖的容置空间中为收容有动力轮圈马达装置于其内,当导通电路后,可使动力轮圈马达装置的电枢通电,并由场磁铁的磁力线切割,而使电枢带动传动轴呈一转动,再由转动的传动轴来使车轮外盖随之转动,而该动力轮圈马达装置内为收容有具有电刷及弹簧的绝缘座,此绝缘座中的电刷为可透过弹簧的挤压而垂直抵贴于传动轴上套设整流子的环状整流片表面为其特征。

Description

动力轮圈马达

本发明提供一种动力轮圈马达，尤指应用于轮子上的动力轮圈马达，而电路板为收容于动力轮圈马达装置的外壳内，且电路板的中心孔为围绕于整流子的环状整流片外侧，并使控制电路板上方绝缘座中的电刷透过弹簧的挤压而抵贴于整流片上，以达到程式电路的控制箱与马达结合成为一体。

按，现今社会极力提倡环保及空气净化，而使车辆皆朝向以电力启动为其研发的主要方向，然而，习知电动自行车因存在有动力的输出大小不易控制、电力无法持久及体积过大等缺点，是以申请人于台湾一九九三年十月二十八日以电动轮圈马达提出新型专利申请来解决上述问题，且此案业已公告于第二三八八一一号在案可稽，并可参阅第六、七图所示，其主要由多层的扁平型薄矽钢片叠并在其上绕设适当线圈以构成电枢，并以扁平型整流子嵌设于电枢的中心成为一体，可缩短宽度，不占空间，并具有实用性，在车轮中心轴内设有通道并在适当位置凿孔以穿设电源线；马达与一程式控制电路连接，该程式控制电路分别与电源及红外线发射接收器连接；此种装置构造，可有效缩减马达宽度及体积，不需行星齿轮即可产生足够扭力；并程式控制电络可计算所接收的讯号来测定速度以控制电源输出电压，在车轮速度到达定速以上时，电源方能驱动马达，可避免因误触电压而突然起动所发生的危险；本发明整体体积小，具有安全、经济、易于实用的良好功效；由上述得知，前案虽然具有极佳的功效及较小的体积，但因驱动马达与程式控制电路的控制箱为呈分离设计，经由长期消费大众使用后，尚具有以下数点缺点可供改良：

1.常用驱动马达与电路箱为分离设计，即需制造二容置器具来将二者收容定位，且二容置器具又需于自行车上进行组装，故常用的设置、加工及制造成本皆较高昂。

2.常用电路箱为固定于车体上，较容易产生碰撞损坏，更因与动力轮圈马达为分离状态，而使装设上较不容易，且此种分离式设计亦容易影响车体外观。

是以，基于上述理由，申请人即另行思考如何以较佳的结构设计，来使此种动力轮圈马达可更加稳定而有效利用于电动车体上使用。

因此，申请人有鉴于上述的不足，乃经由多方评估及考量，再利用从事于该行业的多年研发经验，透过不断试作与修改后，方以较佳的结构设计与增加稳定性为基础，始设计出此种动力轮圈马达的创作诞生。

本发明的主要目的于动力轮圈马达装置的外壳内设有二组或二组以上的具电刷及弹簧的绝缘座，此绝缘座中的电刷为可透过弹簧的挤压而垂直抵贴于传动轴上套设的整流子的环状速流片表面。

本发明的次要目的乃将具有电刷及弹簧的绝缘座固定于一电路板上，且使电路板的中心孔围绕于整流子的环状整流片外侧，其电路板上方固定的绝缘座中的电刷为可透过弹簧的挤压而抵贴于整流片上，俾可将有关电路的控制机构与马达结合成为一体。而电路板为直接收容于动力轮圈马达装置的外壳内。

本发明的另一目的，其电路板为可进一步结合有控制电路的电子元件，而可形成一具程式控制电路的完整动力轮圈马达模组，用以简化组装程序、减少成本及增进已装设车体外表的美观上使用。

本发明的车轮外盖的容置空间中为收容有动力轮圈马达装置于其内，当导通电路时，可使动力轮圈马达装置的电枢通电，并由场磁铁的磁力线切割，而使电枢带动传动轴呈一转动，再由转动的传动轴来使车轮外盖随之转动；其特征在于：该动力轮圈马达装置的外壳内设有二组或二组以上的电刷及弹簧绝缘座，此绝缘座中的电刷为可透过弹簧的挤压而垂直抵贴于传动轴上套设的整流子的环状整流片表面。

本发明整体体积小，具有安全、经济、易于实用的良好功效。还可更加稳定而有效利用于电动车体上使用。其结构简单，紧凑，方便组装、维修，适于推广应用。

附图说明：

图1为本发明的立体外观图。

图2为本发明的立体分解图。

图3为本发明的侧视剖面图。

图4为本发明电路板的平面剖视图。

图5为本发明的使用状态图。

图6为常用的立体分解图。

图7为常用的侧视剖面图。

图中的1为动力轮圈马达装置，11为外壳，111为轴孔，12为场磁铁，13为电枢，130为容置室，131为导线，132为齿部，14为整流子，141为整流片，15为电路板，150为中心孔，151为绝缘座，152为电刷，153为弹簧，16为轮轴，17为中空轴杆，18为壳座，19为轴承，2为单向轴承，3为车轮外盖，30为容置空间，31为孔，4为转速感测器，5为电动自行车，51为轮子。

为达成上述目的及构造，本发明所采用技术手段及其功效，兹绘图就本发明的较佳实施例详加说明其构造与功能如下，以利完全了解。

请参阅第一、二、三、四图所示，为本发明的立体外观图、立体分解图、侧视剖面图及转子盘的立体分解图，可由图中清楚看出本创作为包括有动力轮圈马达装置1、减速机构2及车轮外盖3所组成；其中：

该车轮外盖3的容置空间30中为收容有动力轮圈马达装置1于其内，其动力轮圈马达装置1的二外壳11间为主要容置有场磁铁12、电枢13、整流子14及电路板15于其内，且电枢13以薄矽钢片堆叠而成，并于电枢13的外环面向上设有复数T型齿部132，各T型齿部132间隙为形成有容置室130，便可于容置室130及复数T型齿部132施予线圈绕组而成，再以导线131连接到整流子14，另，位于电枢13及转子盘13一侧设有一控制电路板14，且利用传动轴穿设于外壳11的轴孔111、轴承17与整流子14、电枢13中心，再使传动轴二端分别接合于壳座18内凹处及车轮外盖3孔31中的单向轴承2上，以此构成本发明的整体架构。

此外，上述的传动轴为具有轮轴16、中空轴杆17及多个轴承19所组成，且传动轴可不经单向轴承2而直接结合至车轮外盖3中央固定，另上述轴承19为可视实际需要增加或减少，并未因此而局限使用的位置或数目。

上述动力轮圈马达装置1的外壳11内所设立的控制电路板15，此电路板15为收容于动力轮圈马达装置1的外壳11内，且电路板15的中心孔150为围绕于整流子14的环状整流片141外侧，并于控制电路板15上方固定一绝缘座151，且绝缘座151中为容置有电刷152及弹簧153，并使电刷152透过弹簧153的挤压而抵贴于整流片141的上表面。

其上述电路板15可单纯容置具电刷152及弹簧153的绝缘座151，更可于电路板15上进一步结合有控制电路的电子元件于其上。

然而，上述具电刷152及弹簧153的绝缘座151亦可直接结合于动力轮圈马达装置1的外壳11内定位，仅需使绝缘座151中的电刷152可透过弹簧153的挤压而垂直抵贴于传动轴上套设有整流子14的环状整流片141表面即可使用。

另，其车轮外盖3与动力轮圈马达装置1的外壳11间为设立有二转速感测器4，此二转速感测器4为可利用磁簧开关所构成，当二转速感测器4接近预设距离时，便可检知导通控制电路作一计数，以侦测车轮外盖3与动力轮圈马达装置1的转动速度。该车轮外盖与动力马达组装置间设有转速感测器来侦测轮子转速，且于轮子转速至预设值或透过开关导通控制电路板的电路。该转速感测器为利用成对的磁簧开关组所构成。

又，电路板14上尚具有功率晶体，且功率晶体表面为直接抵贴于铝制外壳11上直接进行散热上使用者。

此外，其车轮外盖3的单向轴承32与传动轴之间为可进一步设有减速机构，此减速机构为可利用生星齿轮组及齿轮带动盘所构成，且本发明的减速机构亦可为任何等效机构取代。该传动轴亦可进一步经由减速机构后，再结合固定至单向轴承的中央固定孔内或直接结合于车轮外盖；该减速机构可为行星齿轮及齿轮带动盘所构成。

再请参阅第二、三、五图所示，本发明为由车轮外盖3与动力轮圈马达装置1间所设立二转速感测器4来侦测电动自行车5的轮子51转速，且于轮子51转速到达预设值时，便使动力轮圈马达装置1的电枢13通电产生一磁场，进而与场磁铁12产生的定磁场受切割及磁通变化影响进而呈一往复转动，再由电枢13中央的传动轴对一侧结合的单向轴承32施予一辅助力量，来使车轮外盖3随之转动，亦可不使用单向轴承32，而直接以传动轴结合于车轮外盖3，再依马达特性经控制电路或开关或把手作单纯的前进与后退功能使用。该传动轴为可结合于车轮外盖中央的单向轴承中，以利使车轮外盖可以单向传动使用。

上述利用车轮外盖3与动力轮圈马达装置1间所设立二转速感测器4来侦测电动自行车5的轮子51转速的方式，亦可以电动自行车5上的把手作为无段微调开关或直接以开关启动控制，使把手或开关可自由控制动力轮圈马达装置1的辅助力量的大小使用。

本发明中的电刷152可为一般碳刷。

综上所述，本发明中是以电动自行车作一禅述，举凡轮子装置(如轮椅)皆可应用于上述动力轮圈马达上使用时，且本发明为可确实能达到上述的功效及目的，故本发明诚为一实用性优异的创作。

Claims

1.一种动力轮圈马达，其车轮外盖的容置空间中为收容有动力轮圈马达装置于其内，当导通电路时，可使动力轮圈马达装置的电枢通电，并由场磁铁的磁力线切割，而使电枢带动传动轴呈一转动，再由转动的传动轴来使车轮外盖随之转动；其特征在于：

该动力轮圈马达装置的外壳内设有二组或二组以上的电刷及弹簧绝缘座，此绝缘座中的电刷为可透过弹簧的挤压而垂直抵贴于传动轴上套设的整流子的环状整流片表面。

2.如权利要求1所述的动力轮圈马达，其特征在于：该动力轮圈马达装置外壳内所设立的电刷及弹簧绝缘座为固定于一电路板上，且电路板的中心孔为围绕于整流子的环状整流片外侧。

3.如权利要求2所述的动力轮圈马达，其特征在于：该电路板尚结合有控制电路的电子元件于其上。

4.如权利要求1所述的动力轮圈马达，其特征在于：该电枢为利用薄矽钢片堆叠，并于边缘设有线圈绕组而成；该电枢外圆周表面为设有复数T型齿部，并于T型齿部上施予线圈绕组而成。

5.如权利要求1所述的动力轮圈马达，其特征在于：该传动轴为可结合于车轮外盖中央的单向轴承中，以利使车轮外盖可以单向传动使用。

6.如权利要求1所述的动力轮圈马达，其特征在于：该传动轴亦可进一步经由减速机构后，再结合固定至单向轴承的中央固定孔内或直接结合于车轮外盖；该减速机构可为行星齿轮及齿轮带动盘所构成。

7.如权利要求1所述的动力轮圈马达，其特征在于：该车轮外盖与动力马达组装置间设有转速感测器来侦测轮子转速，且于轮子转速至预设值或透过开关导通控制电路板的电路。

8.如权利要求7所述的动力轮圈马达，其特征在于：该转速感测器为利用成对的磁簧开关组所构成。

9.如权利要求1所述的动力轮圈马达，其特征在于：该传动轴为具有轮轴、中空轴杆及多个轴承所组成。

10.如权利要求1或2所述的动力轮圈马达，其特征在于：该电刷为一般碳刷所构成。