CN201816715U - 电动车的轮毂马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动车的轮毂马达，其包括有轮圈、连接件、壳体、齿环、线圈绕组、中心轴杆、套管、磁铁组件、太阳齿轮、行星轮架及复数个行星齿轮。齿环及线圈绕组固定在壳体内部。壳体与中心轴杆之间介置两个轴承，壳体可相对中心轴杆旋转。套管由中心轴杆贯穿，套管与壳体之间介置两个轴承，套管与壳体可相对旋转，套管上固定磁铁组件及太阳齿轮。行星轮架固定在中心轴杆上，其上枢设复数个行星齿轮，行星齿轮分别与齿环及太阳齿轮的齿部啮合。藉此，使轮毂马达结构简化及易于组装，而可有效应用于电动车轮。

Description

电动车的轮毂马达 

技术领域

本实用新型涉及一种电动车的轮毂马达，尤指一种线圈绕组与磁铁组件可相对旋转，且线圈绕组及磁铁组件可相对中心轴杆旋转，而可达到结构简化、易于组装，及兼顾动力输出效率等目的的技术。 

背景技术

目前习知电动车的车轮驱动机构，其种类很多。而为了让电动马达隐藏，并避免传动机构过度延长，及能应用于电动自行车及轮椅，现今出现了所谓的轮毂马达。所谓轮毂马达是将马达内设在车轮的轮毂内，其结构如美国专利第3897843号、第4,346,777号、第4913258号、第5450915号、第5465802号、第5600191号、第6321863号及第7719412号等专利案，及本发明人所拥有的美国第6,974,399号专利案。 

目前习知轮毂马达的机构设计，其形式有很多种。大部份的习知轮毂马达，为了达到所需的输出效率，其机构设计上都很复杂，零件多，因而产生零件成本高，组装不便，花费工时，更造成日后维护不易等缺失。 

再者，目前习知轮毂马达的设计，都是在轮圈上设线圈绕组及磁铁组件而形成轮毂马达，至于供应轮毂马达的供电电池，则是另外设置在车架上，即轮毂马达与供电电池是分别设置在车轮及车架上。其中，为了让供电电池能正常供应轮毂马达运转时所需电源，主要的设计方式，是将线圈绕组固定在轮轴上，并自轮轴周面向内钻孔，使孔沿着轮轴的轴向延伸至末端，导线再穿经该孔，而分别电性连通线圈绕组及供电电池。由于一般供电电池体积及重量并不小，须附挂在车架较稳固的位置上，例如车架的座管或后载物架上，因此，导线自轮轴穿出后，须沿着车架延伸布设而至供电电池，不仅增加布线的工时及不便性，而且也影响整个车体的美观。再者，因为轮轴被钻设有沿着轴向延伸的孔，结构强度降低，安全性堪虑。 

虽然，目前有车轮会设置有发电电池元件，但发电电池元件主要的功用，是在车轮旋转时发电，而非直接供应车轮运转所需电源。即，其是在车轮运转或是剎车时，将其动能再转换回电能，再输送至附挂在车架上的蓄电池中储存。 

因鉴于习知轮毂马达机构复杂，且未在轮圈上直接装置供电电池，产生上述各项缺失。本发明人积极努力研发，终有本实用新型的成果。为确保本实用新型的合法权益，爰依法具文提出专利申请。 

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种结构简化，可有效应用于电动车轮的 轮毂马达。 

本实用新型的第二目的在于提供一种易于组装，且能有效应用于电动车轮的轮毂马达。 

本实用新型的第三目的在于提供一种自体附装有电源的设计，而形成一种完整积体化的构造形态，可供简便地安装于各式电动车上，提高适用性，及避免在车架上布置电源导线及控制导线的不便性及影响车体的美观。 

本实用新型的第四目的在于提供一种易于装配供电电池的轮毂马达。 

本实用新型的第五目的在于提供一种电源充沛的轮毂马达。 

为达成上述目的，本实用新型采用以下技术方案： 

一种电动车的轮毂马达，它包括有： 

轮圈，其外周面供套设轮胎，而内周面连接至少一个连接件；该连接件向该轮圈的轴心延伸； 

壳体，其周面呈圆筒状，固定在该连接件上，而位于该轮圈中央； 

齿环，其固定在该壳体内部； 

线圈绕组，其固定在该壳体上； 

中心轴杆，其贯穿该壳体，并位在该壳体的中央轴线及该轮圈的轴心上，其两端供固定在车架上，该壳体与该中心轴杆之间介置第一轴承及第二轴承，而使该壳体可相对该中心轴杆旋转； 

套管，其由该中心轴杆贯穿，且该套管与该壳体之间介置第三轴承及第四轴承，而使该壳体可相对该套管旋转，及使该套管可相对该中心轴杆旋转； 

磁铁组件，其固定在该套管上，并与该线圈绕组相对应； 

太阳齿轮，其同轴地设置在该套管上； 

行星轮架，其固定在该中心轴杆上，其上固设有复数个等圆心角分布的枢轴，每一个该枢轴分别枢设一个行星齿轮，该行星齿轮分别与该齿环及该太阳齿轮的齿部啮合。 

所述壳体两端分别设封闭部及开口，该封闭部上设置所述第一轴承，该开口覆设壳盖，该壳盖上设置所述第二轴承，所述第一轴承及所述第二轴承内围束套所述中心轴杆。 

所述该壳体一端设有封闭部，内部设横隔板；该封闭部紧邻所述第一轴承的位置上设置所述第三轴承，该横隔板上设置所述第四轴承，所述第三轴承及所述第四轴承内围束套所述套管，并供所述中心轴杆贯穿。 

所述封闭部上设环形凸缘，该环形凸缘内部容置所述第一轴承，该环形凸缘末端固设轴承座，该轴承座供所述第三轴承定位其上，并使所述第三轴承与所述第一轴承同轴并置。 

所述中心轴杆包括相互套接为刚性体的第一杆件及第二杆件，所述套管由该第一杆件贯穿，第一轴承内周套在该第一杆件上，所述行星轮架套固在该第二杆件上，且所述第二轴承内周套在该第二杆件上。 

所述壳体两端分别设有封闭部及开口，内部设横隔板；该开口覆设壳盖；该横隔板分别与该封闭部及该壳盖围成第一容室及第二容室，该第一容室容纳所述套管、所述线圈绕组及所述磁铁组件，该第二容室容纳所述太阳齿轮、所述行星轮架、所述复数个行星齿轮及所述齿环。 

所述连接件上设置至少一个供电电池及控制手段；该控制手段用以接受外部无线式传输的指令讯号，并依据该指令讯号产生控制讯号来控制该供电电池供应该轮毂马达运转所需的电源。 

所述连接件上设置至少一个供电电池及控制手段；该控制手段用以接受指令讯号，并依据该指令讯号产生一控制讯号来控制该供电电池供应该轮毂马达运转所需的电源；该至少一个供电电池经由导线而与该轮毂马达电性连通；该导线不经由该中心轴杆而直接自该壳体穿越。 

所述连接件为复数个，每一个该连接件呈板状，且一面上设有凹陷；该凹陷供盒体嵌入；该盒体容置至少一个供电电池；该复数个连接件的第二端连接为一体而形成第一固定部，并呈星形；该第一固定部供该壳体固定，其中央具有第一通孔，该第一通孔供所述中心轴杆穿越；该轮圈内围覆设有星形轮圈盖，该轮圈盖与该复数个连接件相对盖合，以封闭该凹陷；该轮圈盖中央设有第二固定部供所述壳体固定，该第二固定部中央设第二通孔，该第二通孔供所述中心轴杆穿越。 

所述盒体呈星形，其中央形成圆孔而供所述壳体穿越，且所述盒体容纳的供电电池为复数个，该复数个供电电池沿着该轮圈的径向延伸分布。 

本实用新型的优点在于： 

1、本实用新型轮圈、供电电池及轮毂马达，整体结构简化，故可有效搭配应用于电动车轮。 

2、本实用新型轮毂马达的壳体具封闭部及开口，开口覆设壳盖，内部设横隔板，以区隔容置太阳齿轮、行星轮架、行星齿轮、齿环、转子及定子。中心轴杆由二杆件相套接，分别供前述元件枢接，整体构件简化且系统化，故而易于组装。 

3、电动车轮自体附装有电源，形成完整积体化的构造形态，可供简便地安装于各式电动车上，提高适用性，及避免在车架上布置电源导线及控制导线的不便性及影响车体的美观。 

4、本实用新型的供电电池固定在轮圈的连接件上，位在轮毂马达的外围，且连接供电电池及与线圈绕组的导线不经由该中心轴杆而直接自壳体穿越，中心轴杆无须钻孔，故而可提高结构强度及安全性。

5、本实用新型设有复数个供电电池及盒体，盒体呈星形，各分支内容置复数个供电电池，星形盒体各分支固定在连接件上，而沿着轮圈的径向延伸，使星形盒体各分支内容纳复数个供电电池，并沿着轮圈的径向依序排列，故可供应充沛的电源。 

6、本实用新型的每一连接件呈板状，并具凹陷以嵌置盒体，盒体容置供电电池，且配合设一星形的轮圈盖，以封住各凹陷，及供壳体固定，故而可增进组装的简易性。 

附图说明

图1为本实用新型的轮毂马达的分解图； 

图2为本实用新型的轮毂马达的组合立体图； 

图3为本实用新型的轮毂马达的局部断面立体图； 

图4为本实用新型的轮毂马达的组合正视图； 

图5为图4中撷自C-C线的断面图； 

图6为本实用新型的轮圈与轮毂马达的分解示意图； 

图7为本实用新型的轮圈与轮毂马达的局部组合图； 

图8为本实用新型的轮圈与轮毂马达的组合立体图； 

图9为本实用新型的轮圈与轮毂马达的组合正视图； 

图10为图9中撷自A-A线的断面图； 

图11为本实用新型的轮圈与轮毂马达的组合侧视图；及 

图12为图11中撷自B-B线的断面图。 

附图标记： 

10轮圈       11连接件    110第一端    111第二端    112第一固定部 

113第一通孔  114凹陷     12轮圈盖     120第二固定部 

121第二通孔  20轮胎      30轮毂马达   31壳体       310封闭部 

311开口      312通孔     313第一轴承  314第三轴承  315凸缘 

316螺栓      32中心轴杆  320第一杆件  321第二杆件 

322第一凸缘  323第二凸缘 33线圈绕组   34磁铁组件 

41套管       342太阳齿轮 35齿环       36行星轮架   360轴 

361轴承      362行星齿轮 363长孔      37壳盖       371第二轴承 

38横隔板     380第四轴承 381第一容室  382第二容室 

383环形凸缘  39轴承座    390穿孔      40供电电池   41盒体 

42圆孔 43导线 50控制手段 

具体实施方式

I、本发明第一目的的具体实施例 

如图1至6所示，达成本实用新型的第一目的的具体实施例，包括有： 

轮圈10，其外周面供套设轮胎20，轮圈10内周面连接至少一个连接件11； 

壳体31，其周面呈圆筒状，固定在连接件11上，而位于轮圈10中央； 

齿环35，其固定在壳体31内部； 

线圈绕组33，其固定在壳体31的内壁； 

中心轴杆32，其贯穿壳体31，并位在壳体31的中央轴线及轮圈10的轴心上，其两端供固定在车架上；壳体31与中心轴杆32之间介置第一轴承313及第二轴承371，而使壳体31可相对中心轴杆32旋转； 

套管341，其内周由中心轴杆32贯穿，且套管341与壳体31之间介置第三轴承314及第四轴承380，而使壳体31可相对套管341旋转，及使套管341可相对中心轴杆32旋转； 

磁铁组件34，其固定在套管341上，并与线圈绕组33相对应，使线圈绕组33以不接触的方式围绕于磁铁组件34外围； 

太阳齿轮342，其同轴地固定设置在套管341上；及 

行星轮架36，其固定在中心轴杆32上，其上固设有复数个等圆心角分布的枢轴360，每一个枢轴360枢设一个行星齿轮362，行星齿轮362分别与齿环35及太阳齿轮342的齿部啮合。 

如图3及5所示，本具体实施例中，套管341外周中段固定磁铁组件34。太阳齿轮342固定在套管341的一端。壳体31内壁设有齿环35。行星轮架36呈圆盘状。行星轮架36上设有三个等圆心角分布的枢轴360；每一个枢轴360先套设一个轴承361，再枢设一个行星齿轮362，使行星齿轮362可相对枢轴360灵活的转动。行星齿轮362等圆心角地围绕太阳齿轮342，并位在齿环35内围，且分别与太阳齿轮342及齿环35的齿部啮合。 

II、本实用新型第二目的的具体实施例 

如图1、5、6所示，达成本实用新型的第二目的的具体实施例，其基本构造包括轮圈10、复数个连接件11、壳体31、齿环35、线圈绕组33、中心轴杆32、套管341、磁铁组件34、太阳齿轮342、行星轮架36及复数个行星齿轮362。主要特征是，壳体31两端分别为封闭部310及开口311。封闭部310中央具通孔312，通孔312处紧邻该第一轴承313的位置上设置该第三轴承314，使第三轴承314与第一轴承313同轴地固定于封闭部310上，并位于通孔312处；第一轴承313内周套固中心轴杆32；第三轴承314套固套管341，并供中心轴杆 32贯穿。开口311覆设壳盖37，壳盖37上设第二轴承371，第二轴承371内围束套中心轴杆32。壳体31内部固设横隔板38，横隔板38上设有环形凸缘383以容置第四轴承380，第四轴承380内周套设套管341，并供中心轴杆32贯穿。横隔板38分别与封闭部310及壳盖37围成第一容室381及第二容室382。第一容室381容纳套管341、线圈绕组33及磁铁组件34。第二容室382容纳太阳齿轮342、行星轮架36、复数个行星齿轮362及齿环35。中心轴杆32包括相互套接为刚性体的第一杆件320及第二杆件321，套管341由第一杆件320贯穿，行星轮架36套固在第二杆件321上，且壳盖37上的第二轴承371内周套在第二杆件321上。再者，横隔板38与封闭部310跨设有螺栓316，利用螺栓316以固定线圈绕组33。 

如图1、3及5所示，本具体实施例中，封闭部310上加设有轴承座39，供第三轴承314定位其上。具体实施方式是，于封闭部310位于通孔312处设环形凸缘315，环形凸缘315内部容置第一轴承313，环形凸缘315末端固设轴承座39。轴承座39供第三轴承314定位其上，并使第三轴承314与第一轴承313同轴并置。轴承座39中央具穿孔390，穿孔390供中心轴杆32穿越。再者，中心轴杆32包括相互套接为刚性体的第一杆件320及第二杆件321，第一杆件320及第二杆321件外周面分别具有第一凸缘322及第二凸缘323。第一杆件320轴向贯穿套管341内部。第一轴承313内周套在第一杆件320上，并由第一凸缘322卡制定位。行星轮架36中央具有长孔363，利用长孔363套于第二杆件321，而使行星轮架36与第二杆件321固定。第二轴承371内周套在第二杆件321上，并由第二凸缘323卡制定位。 

III、本实用新型第三目的的具体实施例 

如图1、3及6至12所示，达成本实用新型的第三目的的具体实施例，其基本构造包括轮圈10、至少一个连接件11、壳体31、齿环35、线圈绕组33、中心轴杆32、套管341、磁铁组件34、太阳齿轮342、行星轮架36及复数个行星齿轮362。连接件11具有相反朝向的第一端110及第二端111，第一端110连接至轮圈10的内周面，第二端111向轮圈10的轴心延伸。主要特征是，连接件11上设置至少一个供电电池40及控制手段50，控制手段50用以接受外部无线式传输的指令讯号，并依据该指令讯号产生控制讯号来控制供电电池40供应轮毂马达30运转所需的电源。 

如图3及6所示，由于线圈绕组33固定在壳体31上，壳体31与轮圈10连接为一刚性体，轮圈10上设置供电电池40。因供电电池40及线圈绕组33随同轮圈10旋转，故而二者之间即可以导线43直接做电性连通，使得轮圈10上兼备有轮毂马达30及供电电池40。 

如图3及6所示，本具体实施例中，供电电池40经由导线43而与线圈绕组33电性连通。导线43不经由中心轴杆32的内部向外穿出，而是直接自壳体31穿越，一端位在壳体31外而与供电电池40电性连通，另一端则位在壳体31内部而与线圈绕组33电性连接。藉此，无须于中心轴杆32钻孔，故而可提升结构强度及安全性。 

IV、本实用新型第四目的的具体实施例 

如图1及6至12所示，达成本实用新型的第四目的的具体实施例，其基本构造包括轮圈10、至少一个连接件11、壳体31、齿环35、线圈绕组33、中心轴杆32、套管341、磁铁组件34、太阳齿轮342、行星轮架36及复数个行星齿轮362。主要特征是，轮圈10内围的连接件11为复数个，每一连接件11呈板状，且其一面上设有凹陷114，复数个连接件11及凹陷114形成星形。星形凹陷114供星形盒体41嵌入。盒体41容置至少一个供电电池40。复数个连接件11的第二端111连接为一体而形成第一固定部112，并呈星形。第一固定部112供壳体31固定，其中央具有第一通孔113，第一通孔113供中心轴杆32穿越。轮圈10内围覆设有星形轮圈盖12，轮圈盖12与复数个连接件11相对盖合，以封闭凹陷114，并使供电电池40及盒体41定位于凹陷114内部。轮圈盖12中央设有第二固定部120供壳体31固定，第二固定部120中央设第二通孔121，第二通孔121供中心轴杆32穿越。 

V、本实用新型第五目的的具体实施例 

如图1及6至12所示，达成本实用新型的第五目的的具体实施例，其基本构造包括轮圈10、至少一个连接件11、壳体31、齿环35、线圈绕组33、中心轴杆32、套管341、磁铁组件34、太阳齿轮342、行星轮架36及复数个行星齿轮362。主要特征是，盒体41呈一体的星形，其中央形成圆孔42，圆孔42供壳体31穿越，且盒体41容纳复数个供电电池40，星形盒体41各分支沿着连接件11延伸而固定，使复数个供电电池沿着轮圈10的径向依序排列。 

通过上述的结构设计，可归纳本实用新型确实具有下列几点优点： 

1、本实用新型轮圈、供电电池及轮毂马达，整体结构简化，故可有效搭配应用于电动车轮。 

2、本实用新型轮毂马达的壳体具封闭部及开口，开口覆设壳盖，内部设横隔板，以区隔容置太阳齿轮、行星轮架、行星齿轮、齿环、转子及定子。中心轴杆由二杆件相套接，分别供前述元件枢接，整体构件简化且系统化，故而易于组装。 

3、电动车轮自体附装有电源，形成完整积体化的构造形态，可供简便地安装于各式电动车上，提高适用性，及避免在车架上布置电源导线及控制导线的 不便性及影响车体的美观。 

4、本实用新型的供电电池固定在轮圈的连接件上，位在轮毂马达的外围，且连接供电电池及与线圈绕组的导线不经由该中心轴杆而直接自壳体穿越，中心轴杆无须钻孔，故而可提高结构强度及安全性。 

5、本实用新型设有复数个供电电池及盒体，盒体呈星形，各分支内容置复数个供电电池，星形盒体各分支固定在连接件上，而沿着轮圈的径向延伸，使星形盒体各分支内容纳复数个供电电池，并沿着轮圈的径向依序排列，故可供应充沛的电源。 

6、本实用新型的每一连接件呈板状，并具凹陷以嵌置盒体，盒体容置供电电池，且配合设有星形的轮圈盖，以封住各凹陷，及供壳体固定，故而可增进组装的简易性。 

以上所述，仅为本实用新型的可行实施例，并非用以限定本实用新型的专利范围，凡举依据权利要求的内容、特征以及其精神而做的其他变化的等效实施，皆应包含于本实用新型的专利范围内。本实用新型所具体界定于权利要求的结构特征，未见于同类物品，且具实用性与进步性，已符合发明专利要件，爰依法具文提出申请，谨请钧局依法核予专利，以维护本申请人合法的权益。 

Claims (10)

1.一种电动车的轮毂马达，其特征在于：它包括有：

轮圈，其外周面供套设轮胎，而内周面连接至少一个连接件；该连接件向该轮圈的轴心延伸；

壳体，其周面呈圆筒状，固定在该连接件上，而位于该轮圈中央；

齿环，其固定在该壳体内部；

线圈绕组，其固定在该壳体上；

中心轴杆，其贯穿该壳体，并位在该壳体的中央轴线及该轮圈的轴心上，其两端供固定在车架上，该壳体与该中心轴杆之间介置第一轴承及第二轴承，而使该壳体可相对该中心轴杆旋转；

套管，其由该中心轴杆贯穿，且该套管与该壳体之间介置第三轴承及第四轴承，而使该壳体可相对该套管旋转，及使该套管可相对该中心轴杆旋转；

磁铁组件，其固定在该套管上，并与该线圈绕组相对应；

太阳齿轮，其同轴地设置在该套管上；

行星轮架，其固定在该中心轴杆上，其上固设有复数个等圆心角分布的枢轴，每一个该枢轴分别枢设一个行星齿轮，该行星齿轮分别与该齿环及该太阳齿轮的齿部啮合。

2.如权利要求1所述的电动车的轮毂马达，其特征在于：所述壳体两端分别设封闭部及开口，该封闭部上设置所述第一轴承，该开口覆设壳盖，该壳盖上设置所述第二轴承，所述第一轴承及所述第二轴承内围束套所述中心轴杆。

3.如权利要求1所述的电动车的轮毂马达，其特征在于：所述该壳体一端设有封闭部，内部设横隔板；该封闭部紧邻所述第一轴承的位置上设置所述第三轴承，该横隔板上设置所述第四轴承，所述第三轴承及所述第四轴承内围束套所述套管，并供所述中心轴杆贯穿。

4.如权利要求3所述的电动车的轮毂马达，其特征在于：所述封闭部上设环形凸缘，该环形凸缘内部容置所述第一轴承，该环形凸缘末端固设轴承座，该轴承座供所述第三轴承定位其上，并使所述第三轴承与所述第一轴承同轴并置。

5.如权利要求1所述的电动车的轮毂马达，其特征在于：所述中心轴杆包括相互套接为刚性体的第一杆件及第二杆件，所述套管由该第一杆件贯穿，第一轴承内周套在该第一杆件上，所述行星轮架套固在该第二杆件上，且所述第二轴承内周套在该第二杆件上。

6.如权利要求1所述的电动车的轮毂马达，其特征在于：所述壳体两端分别设有封闭部及开口，内部设横隔板；该开口覆设壳盖；该横隔板分别与该封闭部及该壳盖围成第一容室及第二容室，该第一容室容纳所述套管、所述线圈绕组及所述磁铁组件，该第二容室容纳所述太阳齿轮、所述行星轮架、所述复数个行星齿轮及所述齿环。

7.如权利要求1所述的电动车的轮毂马达，其特征在于：所述连接件上设置至少一个供电电池及控制手段；该控制手段用以接受外部无线式传输的指令讯号，并依据该指令讯号产生控制讯号来控制该供电电池供应该轮毂马达运转所需的电源。

8.如权利要求1所述的电动车的轮毂马达，其特征在于：所述连接件上设置至少一个供电电池及控制手段；该控制手段用以接受指令讯号，并依据该指令讯号产生一控制讯号来控制该供电电池供应该轮毂马达运转所需的电源；该至少一个供电电池经由导线而与该轮毂马达电性连通；该导线不经由该中心轴杆而直接自该壳体穿越。

9.如权利要求1所述的电动车的轮毂马达，其特征在于：所述连接件为复数个，每一个该连接件呈板状，且一面上设有凹陷；该凹陷供盒体嵌入；该盒体容置至少一个供电电池；该复数个连接件的第二端连接为一体而形成第一固定部，并呈星形；该第一固定部供该壳体固定，其中央具有第一通孔，该第一通孔供所述中心轴杆穿越；该轮圈内围覆设有星形轮圈盖，该轮圈盖与该复数个连接件相对盖合，以封闭该凹陷；该轮圈盖中央设有第二固定部供所述壳体固定，该第二固定部中央设第二通孔，该第二通孔供所述中心轴杆穿越。

10.如权利要求9所述的电动车的轮毂马达，其特征在于：所述盒体呈星形，其中央形成圆孔而供所述壳体穿越，且所述盒体容纳的供电电池为复数个，该复数个供电电池沿着该轮圈的径向延伸分布。

Images