CN1674413A - 轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮毂电机，其包括相固连的电机主壳和电机盖，其轴心的主轴上套装着与其固连的定子左、右端盖，电机由定子左、右端盖扣装其内，电机的转子铁芯内安装着转子衬套，它与行星减速机构之间设有由离合器外环、滚柱保持架、滚柱、簧片组成的滚柱离合器，行星减速机构为二级减速，由主动齿轮、行星轴上的行星齿轮、齿轮III、承载齿轮、内齿轮组成，内齿轮与电机盖相固连，实现动力传递。同时在电机主壳和定子左端盖上分别设置了由磁性元件和霍尔传感器组成的同步测速机构。本设计具有体积小、重量轻、结构轻巧、传递力矩大、能耗低、稳定性好，测速精度高等特点。

Description

轮毂电机

技术领域

本发明涉及一种电机，尤其是能驱动轮毂转动的轮毂电机。

背景技术

电动车、电动自行车以其无污染、无噪声、轻捷简便、安全可靠和廉价等优点，已被广泛应用并得到发展，而电动车、电动自行车的心脏部件是轮毂电机，电机的性能好坏将直接影响电动车、电动自行车的性能，如功率大小、速度、爬坡能力等等，都有待于进一步开发研究。中国专利00253865.2的“具有行星齿轮差动机构的电动自行车”所披露的技术方案是采用了行星齿轮机构来驱动轮毂旋转，使其具有可以由人力和电机联合驱动来提高车速，以增加爬坡能力，且无论电机转速快慢，均可随意输入任何大小的人力转速，避免了一般电动自行车在骑行时必须保证人力转速与电机转速同步的弊端，使电动自行车的总体性能得以提高。但由于结构原因，还存在有一定缺陷，如体积较大，重量较重，传递力矩小，工作稳定性差等等还有待于进一步改进，更无考虑同步检测轮毂电机的转速功能。

发明内容

本发明的发明目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种体积小、重量轻、传递力矩大、能耗低、工作稳定可靠的轮毂电机为第一目的；同时提供一种具有同步检测轮毂电机转速功能的轮毂电机为第二目的。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：一种轮毂电机，其包含互相固连的电机主壳和电机盖，其中心轴孔内设有两端以轴承支承的主轴，主轴上套装着与其固连的定子左端盖和定子右端盖，由定子左、右端盖扣装其内的由带有线圈绕组的定子、磁钢、转子铁芯组成的电机，电机动力经行星减速机构驱动固连一体的电机主壳和电机盖转动，其特征在于所述的行星减速机构为二级行星减速机构，由活动套装在主轴上的主动齿轮，与主动齿轮啮合的安装在行星轴上的行星齿轮，与行星齿轮同轴的齿轮III同时与承载齿轮、内齿轮啮合，驱动与内齿轮固连的电机盖和电机主壳作旋转运动，所述的转子铁芯与主动齿轮相结合处设有固定在转子铁芯内的转子衬套，该转子衬套与主动齿轮之间设有与转子衬套紧配的离合器外环、滚柱保持架、滚柱、簧片组成的滚柱离合器。

所述的电机主壳内侧嵌设有组成同步测速机构的一组等角分布的磁性元件，相对该磁性元件的定子左端盖上设有霍尔传感器。

所述的行星轴以及安装在行星轴上的行星齿轮和齿轮III各为三组，呈圆周均布。

所述的内齿轮由四个环状组成的分体式内齿轮。

所述的线圈绕组在与行星齿轮相邻一侧设有绕组套。

与现有技术相比，本发明采用了二级行星减速机构和滚柱离合器传动，同时设置了同步测速机构，具有体积小、重量轻，结构轻巧，传递力矩大，能耗低，可靠性好，可同步检测轮毂电机的转速，测速精度高等优点，完善了轮毂电机的功能，同时保留了由人力和电机联合驱动而提高车速的特征，故可增加爬坡力，以及避免了一般电动自行车在骑行时人力转速必须与电机转速同步的弊端；采用了分体式的内齿轮结构，使工艺简化，便于制作。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为滚柱离合器结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图实施例对本发明再进行详细描述。

如图1-图2所示，轮毂电机有一由螺钉互相固连的电机主壳5和电机盖18组成外壳，外壳的对称中心轴孔内设有直通主轴1，其两端分别以壳体轴孔内的轴承4和衬套3作为支承，主轴上套装着与其固连的定子左端盖6和定子右端盖12，即定子右端盖与主轴以平键21相连，定子左端盖通过螺钉与定子右端盖连接，使定子左、右端盖和主轴组成静止的连接体。在定子左、右端盖内设有由其内肩胛扣装的电机，连接电机的电缆线由主轴电缆孔2中引出。

所述的电机由带有线圈绕组7的定子8、磁钢9、转子铁芯10组成，线圈绕组右侧即与行星减速机构的相邻一侧设有绕组套11，避免行星齿轮在高速旋转时对线圈绕组造成干扰。转子铁芯10一端以主轴上的轴承29支承，另一端内套一个由铆钉23固连的转子衬套27，转子铁芯的旋转运动经二级行星减速机构传递给外壳使车轮前行。

所述的二级行星减速机构包括活动套装在主轴1上的主动齿轮22，主动齿轮右半部有齿，与行星齿轮13啮合，行星齿轮以扁轴安装在行星轴15上，行星轴支承在定子右端盖轴孔内的轴承14中，与行星齿轮同轴安装的有齿轮III17，两齿轮的轴端均以挡圈作轴向限位，行星轴15、行星齿轮13、齿轮III17为三组圆周均布，齿轮III既与其中心的承载齿轮19啮合又与内齿轮16啮合，而内齿轮16与电机盖18固连一体，两者结合面上由尼龙或钢板制的垫片24相隔。承载齿轮由定子右端盖上的轴承20为支承，内齿轮16由四个环状组成的分体式内齿轮，使工艺简化，便于制作。其中主动齿轮22、行星齿轮13、齿轮III17、承载齿轮19、内齿轮16均由粉未冶金压铸成型。

本发明在转子衬套27与行星减速机构的主动齿轮22的左半部结合处设有由离合器外环33、滚柱保持架30、滚柱32、簧片31组成的滚柱离合器28，离合器外环与转子衬套紧配连接，该滚柱离合器的工作原理与超越离合器相同，其结构轻巧，离合器的内径可小到4毫米，可较大优化整体结构，其制造方便，造价低，同时具有传递力矩大，噪音低，工作平稳等特点。当电机顺时针启动旋转后，转子衬套与离合器外环跟随作顺时针转动，滚柱进入窄滚道，就带动主动齿轮22旋转，动力由此经行星齿轮13、齿轮III17、内齿轮16驱动电机盖18、电机主壳5旋转，进而带动车轮旋转使车辆前行。当电机停止输出动力时，离合器外环停止旋转，而主动齿轮因惯性还在继续旋转，使滚柱离合器的滚柱进入宽滚道，主动齿轮持续旋转一段时间后也慢慢停止，车辆也会慢慢停止前行，不会引起急刹车感觉，体现了工作平稳的优越性。滚柱离合器比起棘轮离合器传递力矩大，刚性好。

本发明同时在电机主壳5内侧嵌设有一组n²(n＝1、2、4、8、16)个等角分布的磁性元件26，相对该磁性元件的定子左端盖6上设有一个霍尔传感器25，从而构成同步测速机构，使本发明更具创新点，该同步测速机构可同步检测轮毂电机的转速，测速精度与磁性元件数成正比，本实施例取n＝4，测速精度可达1/16转。测速时当电机主壳5相对定子左端盖6旋转时，霍尔传感器25接收磁性信号，并输入控制器转换成转速显示。

Claims (5)

1、一种轮毂电机，其包含互相固连的电机主壳(5)和电机盖(18)，其中心轴孔内设有两端以轴承(4)支承的主轴(1)，主轴上套装着与其固连的定子左端盖(6)和定子右端盖(12)，由定子左、右端盖扣装其内的由带有线圈绕组(7)的定子(8)、磁钢(9)、转子铁芯(10)组成的电机，电机动力经行星减速机构驱动固连一体的电机主壳和电机盖转动，其特征在于所述的行星减速机构为二级行星减速机构，由活动套装在主轴(1)上的主动齿轮(22)，与主动齿轮啮合的安装在行星轴(15)上的行星齿轮(13)，与行星齿轮同轴的齿轮III(17)同时与承载齿轮(19)、内齿轮(16)啮合，驱动与内齿轮固连的电机盖(18)和电机主壳(5)作旋转运动；所述的转子铁芯(10)与主动齿轮(22)相结合处设有固定在转子铁芯内的转子衬套(27)，该转子衬套与主动齿轮之间设有与转子衬套紧配的离合器外环(33)、滚柱保持架(30)、滚柱(32)、簧片(31)组成的滚柱离合器(28)。

2、根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于所述的电机主壳(5)内侧嵌设有组成同步测速机构的一组等角分布的磁性元件(26)，相对该磁性元件的定子左端盖(6)上设有霍尔传感器(25)。

3、根据权利要求1或2所述的轮毂电机，其特征在于所述的行星轴(15)以及安装在行星轴上的行星齿轮(13)和齿轮III(17)各为三组，呈圆周均布。

4、根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于所述的内齿轮(16)由四个环状组成的分体式内齿轮。

5、根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于所述的线圈绕组(7)在与行星齿轮(13)相邻一侧设有绕组套(11)。

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