CN200959555Y - 一种电动车轮毂电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种电动车轮毂电机，包括中心轴，轮毂，和电机转子、定子，中心轴为整根的通轴，电机定子固定在定子座上，定子座与中心轴相对固定，定子座的一侧固定有圆周内齿条，电机转子和圆周内齿条与行星齿轮减速机构连接，行星齿轮减速机构与单向离合器的内圈相对固定，单向离合器的外圈与轮毂相对固定，本实用新型将无刷电机转子的高速转动通过行星齿轮减速机构和单向离合器传递给轮毂，使之具有较大的输出扭矩和较小的超越阻尼，使得电动车爬坡更加容易，滑行距离更长，采用行星架输出动力，使得行星齿轮减速机构的传动效率更高。同时，还具有结构简单紧凑、安装维修方便、体积小、重量轻等优点。

Description

一种电动车轮毂电机
                        技术领域
本实用新型涉及一种用于电动车驱动的无刷、减速轮毂电机。
                        背景技术
用于电动车辆驱动的轮毂电机与同转速的普通电机相比，具有结构紧凑、体积小、传动方式简单、传动效率高等特点，而且不需要占用车辆的其他有效空间来布置安装驱动电机。当今电动汽车、电动自行车和电动轮椅车的驱动普遍采用轮毂电机，属于新一代无污染、低噪音的绿色驱动方式和交通工具。随着对污染控制的重视和购买力的增强，社会需求量正在稳步增长。
目前，现有的中小功率轮毂电机，根据电机工作方式，可分为直流无刷电机和直流有刷电机两大类。无刷电机具有寿命长、免维护的优点，但也有对电子元器件要求高、控制器电路复杂、系统总体成本高的缺点。有刷电机的特点正好相反，系统总体成本较低，控制器简单故障率也较低，但是电机需要定期更换碳刷和维护。多年来，无刷和有刷轮毂电机一直在平行发展，各占有相当数量的市场份额。
根据电机驱动方式，又可以分为是低速直驱型和采用高速加减速结构型两种。低速直驱型电机，由于极数多、速度比较低、最大输出功率小，从而在起步、增加负载及在路面坡度较陡时，会出现电机反应较慢，有时甚至会出现电动车电机带不动的现象发生。采用高速加减速结构型的轮毂电机与普通低速直驱型的轮毂电机相比，虽然电机结构比较复杂，零件数量增加，但是电机的总体积大大减小，重量可以减轻一半左右，主要材料如硅钢片和铜线的消耗量也大幅度降低。在大批量生产的条件下，成本可与低速电机相当或更低，并有进一步节省的潜力。随着市场对轻小型轮毂电机需求的稳步增加，减速电机将占有愈来愈大的市场份额。
目前市场上所出现，并且逐步得到广泛认同的无刷减速轮毂电机，正是顺应了这种行业共识和市场需求。但是这种电机由于其总体布局方面的特点，只能采用半轴结构，使得轴系的复杂性和零件数量显著增加，对轴系零件的加工精度要求提高，故障率比较高，维修不方便，使用寿命低；而且，在需要人力骑行时，电机在链条的带动下仍然旋转，使得在骑行时需要克服电机自身的质量负载和转子切割磁场的阻尼负载，因而，人力骑行的阻力很大，滑行距离短。
                            发明内容
为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种电动车轮毂电机，具有结构简单紧凑、安装维修方便、体积小、重量轻、扭矩大、传动效率高、滑行距离长的特点。
为了达到上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：
一种电动车轮毂电机，包括中心轴，通过轴承固定在中心轴上的轮毂，和通过轴承固定在轮毂内部中心轴上的电机转子以及其外围套设的相对与中心轴完全固定的电机定子，所述中心轴为整根的通轴，所述电机定子固定在定子座上，定子座与中心轴相对固定，所述定子座的一侧固定有圆周内齿条，所述电机转子和圆周内齿条与行星齿轮减速机构连接，行星齿轮减速机构与单向离合器的内圈相对固定，单向离合器的外圈与轮毂相对固定，其中，所述行星齿轮减速机构包括通过轴承固定在中心轴上的行星架，行星架的一侧盘面上固定有同轴的单向离合器内圈，另一侧盘面上固定有三个沿同轴圆周平均分布的齿轮轴，行星轮通过轴承固定在齿轮轴上，太阳轮通过轴承套设在中心轴上，太阳轮上相对固定有电机转子，所述的三个行星轮都分别与太阳轮延伸出来的中心齿外啮合、与圆周内齿条内啮合。
将无刷电机转子的高速转动通过行星齿轮减速机构和单向离合器传递给轮毂，使之具有较大的输出扭矩和较小的超越阻尼，使得电动车爬坡更加容易，滑行距离更长，采用行星架输出动力，使得行星齿轮减速机构的传动效率更高。
上述轮毂包括依次固定连接的前端盖、轮毂圈和后端盖，所述前端盖与单向离合器的外圈相对固定。
作为优选，上述单向离合器为内啮合齿式棘轮机构，所述离合器外圈的内圆周上均匀分布有棘齿，所述离合器内圈的外圆周上均匀设置有至少3个缺口，每个缺口内嵌设有与棘齿相应的棘爪，棘爪的伸出方向与离合器径向错开一角度，在棘爪爪腹处装有一压簧推动棘爪与离合器外圈的内圆周面紧密接触。内啮合齿式棘轮机构具有更高的运动精度。
作为优选，上述离合器外圈的内圆周面上压制有一层橡胶，同时，在每个棘齿前设有一齿状的橡胶台阶，在棘轮啮合时，橡胶台阶与棘爪爪尖优先接触，其中，所述橡胶和橡胶台阶为一体压制成型。采用橡胶等软物体缓冲，可以提高离合器的耐冲击程度和减小噪音。
作为优选，上述离合器的内圈由定位架和上、下端片铆接形成，所述棘爪尾端的设有一圆肚，圆肚嵌入定位架的缺口上与之相应的凹槽内，上、下端片覆盖凹槽位置，使棘爪可以在凹槽内转动，但又不会脱出凹槽。
作为优选，上述定位架由多层分别压制的金属片铆合而成。
作为优选，上述的棘爪数量为奇数个，避免离合器的内、外圈因为对角受力而自锁卡死。
作为优选，上述轮毂的轮毂圈和后端盖一体成型。
本实用新型由于采用了以上的技术方案，将无刷电机转子的高速转动通过行星齿轮减速机构和单向离合器传递给轮毂，使之具有较大的输出扭矩和较小的超越阻尼，使得电动车爬坡更加容易，滑行距离更长，采用行星架输出动力，使得行星齿轮减速机构的传动效率更高。同时，还具有结构简单紧凑、安装维修方便、体积小、重量轻等优点。
                      附图说明
附图1是本实用新型的结构示意图。
附图2是行星齿轮减速机构和单向离合器的配合示意图。
附图3是单向离合器的结构示意图。
附图4是图3的A-A剖面图。
                    具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。
实施例1：
如图1、图2所示的一种电动车轮毂电机，包括中心轴7，轮毂，电机转子12以及其外围套设的电机定子11，其中，中心轴7为整根的通轴；轮毂包括依次固定连接的前端盖2、轮毂圈8和后端盖9，轮毂圈8用于安装轮胎，前端盖2和后端盖9通过轴承固定在中心轴7上，两者之间安装电机部件；电机定子11固定在定子座10上，定子座10完全固定在中心轴7，定子座10一侧固定有圆周内齿条1；行星齿轮减速机构包括通过轴承固定在中心轴7上的行星架4，行星架4的一侧盘面上铆接有同轴的单向离合器内圈6，另一侧盘面上铆接有三个沿同轴圆周平均分布的齿轮轴，行星轮3通过轴承固定在齿轮轴上，太阳轮13通过轴承套设在中心轴7上，太阳轮13上相对固定有电机转子12，其中，三个行星轮3都分别与太阳轮13延伸出来的中心齿外啮合、与圆周内齿条1内啮合；单向离合器的内圈6与行星架4相对固定，其外圈5与轮毂前端盖2相对固定。
如图3、图4所示，上述的单向离合器为内啮合齿式棘轮机构，离合器外圈5的内圆周上均匀分布有棘齿52，所述离合器内圈6的外圆周上均匀设置有5个缺口，缺口内嵌设有与棘齿52相应的棘爪61，棘爪61的伸出方向与离合器径向错开一角度，在棘爪61爪腹处装有一压簧62推动棘爪61与离合器外圈5的内圆周面紧密接触。
上述离合器的外圈5内圆周面上压制有一层橡胶51，同时，在每个棘齿52前设有一齿状的橡胶台阶53，在棘轮啮合时，橡胶台阶53与棘爪61爪尖优先接触，其中，所述橡胶51和橡胶台阶53为一体压制成型。
上述离合器的内圈6由定位架64和上、下端片63、65铆接形成，所述棘爪61尾端的设有一圆肚，圆肚嵌入定位架64的缺口上与之相应的凹槽内，上、下端片63、65覆盖凹槽位置。这里的凹槽是大于半圆的圆周槽，当然，也可以在棘爪61尾端设一转轴。这里设置一个圆肚和上述定位架64由多层分别压制的金属片铆合而成，都是为了加工方便。
上述轮毂的轮毂圈8和后端盖9一体成型。
电机工作时，电机定子11通电，电机转子12高速转动带动太阳轮13转动，太阳轮13经行星齿轮减速机构减速后带动行星架4转动，与行星架4固定连接的单向离合器内圈6一起转动，单向离合器的棘爪61和棘齿52啮合，进而带动轮毂转动；电机不工作人力骑行时，轮毂转动带动单向离合器外圈5转动，单向离合器的棘爪61和棘齿52分离不啮合，内圈6和电机转子12均不转动。

Claims (8)

1.一种电动车轮毂电机，包括中心轴(7)，通过轴承固定在中心轴(7)上的轮毂，和通过轴承固定在轮毂内部中心轴(7)上的电机转子(12)以及其外围套设的相对与中心轴(7)完全固定的电机定子(11)，其特征在于，所述中心轴(7)为整根的通轴，所述电机定子(11)固定在定子座(10)上，定子座(10)与中心轴(7)相对固定，所述定子座(10)的一侧固定有圆周内齿条(1)，所述电机转子(12)和圆周内齿条(1)与行星齿轮减速机构连接，行星齿轮减速机构与单向离合器的内圈(6)相对固定，单向离合器的外圈(5)与轮毂相对固定，其中，所述行星齿轮减速机构包括通过轴承固定在中心轴(7)上的行星架(4)，行星架(4)的一侧盘面上固定有同轴的单向离合器内圈(6)，另一侧盘面上固定有三个沿同轴圆周平均分布的齿轮轴，行星轮(3)通过轴承固定在齿轮轴上，太阳轮(13)通过轴承套设在中心轴(7)上，太阳轮(13)上相对固定有电机转子(12)，所述的三个行星轮(3)都分别与太阳轮(13)延伸出来的中心齿外啮合、与圆周内齿条(1)内啮合。
2.根据权利要求1所述的一种电动车轮毂电机，其特征在于，所述轮毂包括依次固定连接的前端盖(2)、轮毂圈(8)和后端盖(9)，所述前端盖(2)与单向离合器的外圈(5)相对固定。
3.根据权利要求2所述的一种电动车轮毂电机，其特征在于，所述单向离合器为内啮合齿式棘轮机构，所述离合器外圈(5)的内圆周上均匀分布有棘齿(52)，所述离合器内圈(6)的外圆周上均匀设置有至少3个缺口，每个缺口内嵌设有与棘齿(52)相应的棘爪(61)，棘爪(61)的伸出方向与离合器径向错开一角度，在棘爪(61)爪腹处装有一压簧(62)推动棘爪(61)与离合器外圈(5)的内圆周面紧密接触。
4.根据权利要求3所述的一种电动车轮毂电机，其特征在于，所述离合器外圈(5)的内圆周面上压制有一层橡胶(51)，在每个棘齿(52)前设有一齿状的橡胶台阶(53)，在棘轮啮合时，橡胶台阶(53)与棘爪(61)爪尖优先接触，其中，所述橡胶(51)和橡胶台阶(53)为一体压制成型。
5.根据权利要求4所述的一种电动车轮毂电机，其特征在于，所述离合器的内圈(6)由定位架(64)和上、下端片(63)、(65)铆接形成，所述棘爪(61)尾端的设有一圆肚，圆肚嵌入定位架(64)的缺口上与之相应的凹槽内，上、下端片(63)、(65)覆盖凹槽位置。
6.根据权利要求5所述的一种电动车轮毂电机，其特征在于，所述定位架(64)由多层分别压制的金属片铆合而成。
7.根据权利要求6所述的一种电动车轮毂电机，其特征在于，所述的棘爪(61)数量为奇数个。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种电动车轮毂电机，其特征在于，所述轮毂的轮毂圈(8)和后端盖(9)为一体成型。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108790805A (zh) * 2018-06-28 2018-11-13 华南理工大学广州学院 一种用于电动车的传动机构
CN112208558A (zh) * 2020-08-31 2021-01-12 上海安沛动力科技有限公司 一种轨道底盘车轮毂电机

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