CN202094754U - 电动车的轮毂马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电动车的轮毂马达，其供与一车轮结合，用以驱动该车轮旋转，其包括：一外部供与该车轮连接的壳体；固定在壳体内部的齿环及线圈绕组；一包括同轴的二固定轴及一转轴的中心轴组件，并与壳体之间介置数个轴承，使壳体可相对中心轴组件旋转；该转轴上同轴固设一太阳齿轮及一磁铁组件，一行星轮架，其可单向旋转地套绕该中心轴组件并为同轴，其上枢设若干个等圆心角环布的行星齿轮，该若干个行星齿轮分别与该齿环及该太阳齿轮的齿部啮合。本实用新型的有益效果为：结构简易稳固，易于组装，自带电源可自成一体化设计从而增强适用性。

Description

电动车的轮毂马达

技术领域

本实用新型涉及一种马达结构，尤指一种结构简易稳固，易于组装，可有效应用于电动车轮的轮毂马达。

背景技术

目前，现有电动车的车轮驱动机构种类很多。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，现今乃有所谓轮毂马达的问世。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4,346,777号、第4,913,258号、第5,450,915号、第5,465,802号、第5,600,191号、第6,321,863号及第7,719,412号等专利案，及本新型人所拥有的美国第6,974,399号专利案。

目前现有轮毂马达的机构设计，其形式有很多种。大部份的现有轮毂马达，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。

为了改善一般现有轮毂马达所产生上述的不足，经长期投入研发，已有一系列的研发成果产出，例如由本申请人于先前所提出申请的中国台湾专利第099129291号专利申请案，其虽已有改善现有轮毂马达不足的效果，然而为了精益求精，本新型更不断持续投入研发，终有本新型的更佳设计的成果产出。

再者，目前现有轮毂马达的设计，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，亦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一孔，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组件，但其发电电池组件是发电机的构造设计，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。亦即，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。

因鉴于现有轮毂马达机构复杂，且未在车轮的轮圈上直接装置供电电池，产生上述各项缺失。本申请人乃积极努力研发，终有本实用新型的成果。为确保本实用新型的合法权益，遂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改进现有技术的不足，提供一种结构简易稳固，易于组装，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，且结构稳固而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应用于电动车轮的轮毂马达，其自体附装有电源的设计，而形成一种一体化的构造形态，可供简易地安装于各式电动车上，提高适用性，同时避免在车架上布置电源导线及控制导线造成不便乃至影响车体的美观。

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。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电动车的轮毂马达，其供与一车轮结合，用以驱动该车轮旋转，其包括：

一壳体，其呈筒状，外部供与该车轮连接；

一齿环，其固定在该壳体内部；

一线圈绕组，其固定在该壳体上；

一中心轴组件， 其沿着该壳体中心轴线延伸设置，其包括:

　  一第一固定轴，其包括一第一端及一第二端，其第一端供固定在一车架上，该壳体与该第一固定轴之间介置一第一轴承，而使该壳体可相对该第一固定轴旋转；

    一第二固定轴，其包括一第一端及一第二端，其第二端供固定在一车架上，该壳体与该第二固定轴之间分别介置一第二轴承，而使该壳体可相对该第二固定轴旋转；及

    一转轴，其与该第一固定轴及该第二固定轴同轴，其包括一第一端及一第二端，其上同轴固设一太阳齿轮及一磁铁组件，该转轴与该壳体之间分别介置一第三轴承及一第四轴承，而使该壳体可相对该转轴旋转，及使该转轴与该第一固定轴及该第二固定轴同轴，且使该转轴可相对该第一固定轴及该第二固定轴旋转；及

一行星轮架，其可单向旋转地套绕该中心轴组件并为同轴，其包括一第一端面及一第二端面，其第一端面枢设若干个等圆心角环布的行星齿轮，该若干个行星齿轮分别与该齿环及该太阳齿轮的齿部啮合。

所述行星轮架的第二端面轴向延伸有一第一套筒，该第一套筒围绕该第二固定轴的第一端并介置一单向轴承，通过该单向轴承使该行星轮架可相对该第二固定轴及该中心轴组件单向旋转。

所述第二固定轴的第一端与所述转轴的第二端经一第五轴承相连接。

所述第二固定轴的第一端设有一第二套筒，该第二套筒环绕该转轴的第二端并介置该第五轴承而相连接。

所述壳体二端分别设一第一封闭件及一第二封闭件，内部中段固设一横隔板；该第一封闭件上固设一第一轴承座，该第一轴承座包括有一第一容槽，该第一容槽容置该第一轴承及该第三轴承；该第二封闭件上设置该第二轴承，该横隔板上设置该第四轴承；该第一轴承及该第二轴承内围分别束套该第一固定轴及该第二固定轴；该第三轴承及该第四轴承内围分别束套该转轴，该磁铁组件位于该第三轴承及该第四轴承之间，该第四轴承位于该磁铁组件及该太阳齿轮之间。

所述第一轴承座一端延伸一末端呈开口的一第三套筒以形成所述第一容槽，该第一容槽内部依序容置所述第一轴承、一垫环及所述第三轴承，以该垫环隔离该第一轴承及该第三轴承而呈同轴并置。

所述车轮包括一轮圈，该轮圈向中心延伸设有至少一连接件，该至少一连接件用以连接该壳体，该至少一连接件上设置至少一供电电池及一控制手段；该控制手段用以接受一指令讯号，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。

所述指令讯号为一外部无线式传输的指令讯号；该至少一供电电池经由导线而与该轮毂马达电性连通；该导线不经由所述中心轴组件而直接自该壳体穿越。

所述至少一连接件为若干个，每一该连接件呈板状，且一面上设有一凹陷；该凹陷供一盒体嵌入；该盒体容置至少一供电电池；该若干个连接件的所述第二端连接为一体而形成一第一固定部，并呈一星形；所述第一固定部供该壳体固定，其中央具有一第一通孔，该第一通孔供该中心轴组件穿越；该轮圈内围覆设有一星形轮圈盖，该轮圈盖与该若干个连接件相对盖合，以封闭该凹陷；该轮圈盖中央设有一第二固定部供该壳体固定，该第二固定部中央设一第二通孔，该第二通孔供该中心轴组件穿越。

所述盒体呈一星形，其中央形成一圆孔而供该壳体穿越，且该盒体容纳的该至少一供电电池为若干个，该若干个供电电池沿着该轮圈的径向延伸分布。

本实用新型的有益效果为：结构简易稳固，易于组装，自带电源可自成一体化设计从而增强适用性。

附图说明

图1是本实用实用新型轮毂马达的分解图。

图2是本实用新型的轮毂马达的组合立体图。

图3是本实用新型的轮毂马达的局部断面立体图。

图4是本实用新型的轮毂马达的组合主视图。

图5是图4中沿C-C面的断面图。

图6是本实用新型中轮圈与轮毂马达的分解示意图。

图7是本实用新型中轮圈与轮毂马达的局部组合图。

图8是本实用新型中轮圈与轮毂马达的组合立体图。

【主要元件标号说明】

轮圈10           连接件11         第一端110

第二端111        第一固定部112    第一通孔113

凹陷114          轮圈盖12         第二固定部120

第二通孔121      轮胎20 

轮毂马达30       壳体31           第一开口310

第二开口311      第一轴承313      第三轴承314

垫环315          中心轴组件32     第一固定轴320

第二固定轴321    转轴322          第二套筒323

线圈绕组33

磁铁组件34       太阳齿轮340      齿环35

行星轮架36       枢轴360          轴承361

行星齿轮362      套孔363          第一套筒364

第一封闭件37     第二封闭件370    第二轴承371

第五轴承372      单向轴承373      横隔板38

第四轴承380      第三轴承座381   第三容槽382    

第一轴承座39     第一容槽390      第二轴承座391

第二容槽392      第三套筒393

供电电池40       盒体41

圆孔42           导线43           控制手段50。

具体实施方式

Ⅰ.本实用新型第一具体实施例

如图1至5所示，达成本实用新型的第一及二目的的具体实施例，其电动车用轮毂马达是供与电动车的一车轮结合，用以驱动该车轮旋转，包括有：

一壳体31，其周面呈圆筒状，用以与车轮以同轴方式连接固定；

一齿环35，其固定在壳体31内部；

一线圈绕组33，其固定在壳体31的内壁；

一中心轴组件32，其沿着壳体31中心轴线延伸设置，其包括同轴的一第一固定轴320、一第二固定轴321及一转轴322；第一固定轴320、第二固定轴321及转轴322分别具有相反向的一第一端及一第二端，第一固定轴320的第一端及第二固定轴321的第二端分别供固定在一车架上(若电动车为电动自行车，则是固定在前叉或后叉，因其固定为一般现有技术，故图中未再明示)；壳体31与第一固定轴320及第二固定轴321之间分别介置一第一轴承313及一第二轴承371，而使壳体31可相对第一固定轴320、第二固定轴321及整个中心轴组件32旋转；转轴322上同轴固设一太阳齿轮340及一磁铁组件34，转轴322与壳体31之间分别介置一第三轴承314及一第四轴承380，而使壳体31可相对转轴322旋转，及使转轴322可相对第一固定轴320及第二固定轴321旋转；磁铁组件34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；及

一行星轮架36，其可单向旋转地套绕该中心轴组件32并为同轴，其上固设有若干个等圆心角分布的枢轴360，每一枢轴360枢设一行星齿轮362，行星齿轮362分别与齿环35及太阳齿轮340的齿部啮合。

如图3及5所示，本实用新型具体实施例中，转轴322中段固定磁铁组件34。太阳齿轮340固设在转轴322邻近转轴322的第二端。壳体31内壁固设有一齿环35。行星轮架36呈一星盘状，其包括有一第一端面及一第二端面，其第一端面上设有三个等圆心角分布的枢轴360，每一枢轴360先套设一轴承361，再枢设一行星齿轮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340，并位于齿环35内围，且分别与太阳齿轮340及齿环35的齿部啮合。行星轮架36的第二端面向外轴向延伸有一第一套筒364，第一套筒364具有一轴向贯穿的套孔363，第二固定轴321的第一端伸入套孔363内，使第一套筒364包围第二固定轴321的第一端并介置一单向轴承373，通过单向轴承373使行星轮架36可相对第二固定轴321及整个中心轴组件32单向旋转。

如图3及5所示，本实用新型的轮毂马达的一种较佳实施例中，第二固定轴321的第一端与转轴322的第二端经一第五轴承372相连接。更佳实施例，是第二固定轴321的第一端设有一扩大外径的第二套筒323。第二套筒323外周由第一套筒364包围并介置单向轴承373，而内周则围绕转轴322的第二端并介置第五轴承372，通过第五轴承372而使第二套筒323与转轴322相连接，并通过转轴322经第五轴承372而适当支撑第二固定轴321，使第二固定轴321得以稳定承载单向承轴373、行星轮架36及行星齿轮362。

如图3及5所示，本实用新型的轮毂马达的一种较佳实施例中，该壳体二端分别设一第一开口310及第二开口311，第一开口310及第二开口311分别覆设一第一封闭件37及一第二封闭件370，内部中段处固设一横隔板38。第一封闭件37中央设一第一轴承座39，第一轴承座39一端延伸一末端呈开口的第三套筒393以形成一第一容槽390，第一容槽390内供容置第一轴承313及第三轴承314。第二封闭件370中央设一第二轴承座391，第二轴承座391具有一第二容槽392，第二容槽392内供容置第二轴承371，横隔板38中央设一第三轴承座381，第三轴承座381具有一第三容槽382，第三容槽382内供容置第四轴承380。第一轴承313及第二轴承371内围分别束套设第一固定轴320及第二固定轴321，第一固定轴320及第二固定轴321分别轴向贯穿第一封闭件37及第二封闭件370。第三轴承314及第四轴承380内围分别束套转轴322，转轴322贯穿横隔板38，磁铁组件34位于第三轴承314及第四轴承380之间，第四轴承380位于磁铁组件34及太阳齿轮340之间。再者，一种较佳实施例中，第一轴承座39的第一容槽390内部依序容置第一轴承313、一垫环315及第三轴承314，以垫环315隔离定位第一轴承313及第三轴承314而呈同轴并置，以简化结构而便于组装。

Ⅱ. 本实用新型第二具体实施例

如图1及6至8所示，达成本实用新型的第三至五目的的具体实施例，是包括有车轮的轮圈10及轮毂马达30。轮圈10向中心延伸设有至少一连接件11。至少一连接件11用以连接轮毂马达30，其上设置至少一供电电池40及一控制手段50。轮毂马达30则如上述第一具体实施例所载述的构造，在此不再详细赘述。而此具体实施例的主要特征，是连接件11上设置至少一供电电池40及一控制手段50，控制手段50用以接受一外部无线式传输的指令讯号，并依据该指令讯号产生一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，一端位于壳体31外而与供电电池40电性连通，另一端则位于壳体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。

如图3及6所示，本具体实施例中，轮圈10内围的至少一连接件11为若干个，每一连接件11呈板状，且其一面上设有一凹陷114，若干个连接件11及凹陷114形成星形。星形凹陷114供一星形盒体41嵌入。盒体41容置至少一供电电池40。若干个连接件11的第二端111连接为一体而形成一第一固定部112，并呈一星形。第一固定部112供壳体31固定，其中央具有一第一通孔113，第一通孔113供中心轴杆32穿越。轮圈10内围覆设有一星形轮圈盖12，轮圈盖12与若干个连接件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中央设有一第二固定部120供壳体31固定，第二固定部120中央设一第二通孔121，第二通孔121供中心轴杆32穿越。

如图3及6所示，本具体实施例中，盒体41呈一体的星形，其中央形成一圆孔42，圆孔42供壳体31穿越，且盒体41容纳通过个供电电池40，星形盒体41各分支沿着连接件11延伸而固定，使若干个供电电池沿着轮圈10的径向依序排列。

Ⅲ.结论

因此，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、轮毂马达整体结构简化，故可有效搭配应用于电动车轮。

2、轮毂马达的中心轴组件包括同轴第一固定轴、第二固定轴及转轴，搭配于行星轮架与第二固定轴间设置单向轴承，整体构件简化且系统化，而易于组装。再者，第二固定轴与转轴之间以第五轴承连接，使机构更加稳固。

3、电动车轮自体附装有电源，形成一体化的构造形态，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及影响车体的美观。

4、供电电池固定在轮圈的连接件上，位于轮毂马达的外围，且连接供电电池及与线圈绕组的导线不通过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、设有若干个供电电池及盒体，盒体呈星形，各分支内容置若干个供电电池，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若干个供电电池，并沿着轮圈的径向依序排列，故可供应充沛的电源。

6、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。

以上所述，仅为本实用新型的一可行实施例，并非用以限定本实用新型的专利范围，凡举依据下列权利要求所述的内容、特征以及其精神而为之其它变化的等效实施，皆应包含于本实用新型的权利要求保护范畴内。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，已符合新型专利要件，遂依法具文提出申请，谨请当局依法核予专利，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，其供与一车轮结合，用以驱动该车轮旋转，其包括：

一壳体，其呈筒状，外部供与该车轮连接；

一齿环，其固定在该壳体内部；

一线圈绕组，其固定在该壳体上；

一中心轴组件， 其沿着该壳体中心轴线延伸设置，其包括:

　一第一固定轴，其包括一第一端及一第二端，其第一端供固定在一车架上，该壳体与该第一固定轴之间介置一第一轴承，而使该壳体可相对该第一固定轴旋转；

  一第二固定轴，其包括一第一端及一第二端，其第二端供固定在一车架上，该壳体与该第二固定轴之间分别介置一第二轴承，而使该壳体可相对该第二固定轴旋转；及

  一转轴，其与该第一固定轴及该第二固定轴同轴，其包括一第一端及一第二端，其上同轴固设一太阳齿轮及一磁铁组件，该转轴与该壳体之间分别介置一第三轴承及一第四轴承，而使该壳体可相对该转轴旋转，及使该转轴与该第一固定轴及该第二固定轴同轴，且使该转轴可相对该第一固定轴及该第二固定轴旋转；及

一行星轮架，其可单向旋转地套绕该中心轴组件并为同轴，其包括一第一端面及一第二端面，其第一端面枢设若干个等圆心角环布的行星齿轮，该若干个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，所述行星轮架的第二端面轴向延伸有一第一套筒，该第一套筒围绕该第二固定轴的第一端并介置一单向轴承，通过该单向轴承使该行星轮架可相对该第二固定轴及该中心轴组件单向旋转。

3.如权利要求1所述的电动车的轮毂马达，其特征在于，所述第二固定轴的第一端与所述转轴的第二端经一第五轴承相连接。

4.如权利要求3所述的电动车的轮毂马达，其特征在于，所述第二固定轴的第一端设有一第二套筒，该第二套筒环绕该转轴的第二端并介置该第五轴承而相连接。

5.如权利要求1所述的电动车的轮毂马达，其特征在于，所述壳体二端分别设一第一封闭件及一第二封闭件，内部中段固设一横隔板；该第一封闭件上固设一第一轴承座，该第一轴承座包括有一第一容槽，该第一容槽容置该第一轴承及该第三轴承；该第二封闭件上设置该第二轴承，该横隔板上设置该第四轴承；该第一轴承及该第二轴承内围分别束套该第一固定轴及该第二固定轴；该第三轴承及该第四轴承内围分别束套该转轴，该磁铁组件位于该第三轴承及该第四轴承之间，该第四轴承位于该磁铁组件及该太阳齿轮之间。

6.如权利要求5所述的电动车的轮毂马达，其特征在于，所述第一轴承座一端延伸一末端呈开口的一第三套筒以形成所述第一容槽，该第一容槽内部依序容置所述第一轴承、一垫环及所述第三轴承，以该垫环隔离该第一轴承及该第三轴承而呈同轴并置。

7.如权利要求1所述的电动车的轮毂马达，其特征在于，所述车轮包括一轮圈，该轮圈向中心延伸设有至少一连接件，该至少一连接件用以连接该壳体，该至少一连接件上设置至少一供电电池及一控制手段；该控制手段用以接受一指令讯号，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。

8.如权利要求7所述的电动车的轮毂马达，其特征在于，所述指令讯号为一外部无线式传输的指令讯号；该至少一供电电池经由导线而与该轮毂马达电性连通；该导线不经由所述中心轴组件而直接自该壳体穿越。

9.如权利要求7所述的电动车的轮毂马达，其特征在于，所述至少一连接件为若干个，每一该连接件呈板状，且一面上设有一凹陷；该凹陷供一盒体嵌入；该盒体容置至少一供电电池；该若干个连接件的所述第二端连接为一体而形成一第一固定部，并呈一星形；所述第一固定部供该壳体固定，其中央具有一第一通孔，该第一通孔供该中心轴组件穿越；该轮圈内围覆设有一星形轮圈盖，该轮圈盖与该若干个连接件相对盖合，以封闭该凹陷；该轮圈盖中央设有一第二固定部供该壳体固定，该第二固定部中央设一第二通孔，该第二通孔供该中心轴组件穿越。

10.如权利要求9所述的电动车的轮毂马达，其特征在于，所述盒体呈一星形，其中央形成一圆孔而供该壳体穿越，且该盒体容纳的该至少一供电电池为若干个，该若干个供电电池沿着该轮圈的径向延伸分布。

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