CN211958974U - 一种电助力车用外转子型中置电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电助力车用外转子型中置电机，用于通过外置的输出轮向电助力车的驱动轮输出扭矩，其包括机座，机座上固定安装有定子并转动安装有转子轴与主轴；转子轴上安装有外转子，定子置于外转子内的容置腔内；转子轴与主轴平行设置；主轴与所述输出轮同轴设置，且主轴可传递动力至输出轮；转子轴通过减速机构与输出轮建立动力连接；减速机构由行星齿轮减速机构以及一级齿轮减速机构构成。本实用新型通过设置包含行星齿轮减速机构的两级减速机构获得了较大的速比，并采用了外转子的形式使得转子定子部分占用的空间缩小弥补了行星齿轮减速机构占用的空间，维持了中置电机具有较小的体积，且大幅提升了中置电机的输出扭矩。

Description

一种电助力车用外转子型中置电机

技术领域

本实用新型涉及电助力车用配件技术领域，特别是涉及一种电助力车用外转子型中置电机。

背景技术

中置电机主要运用在两轮电动车、两轮电动助力自行车、电动三轮车等电助力车上，现有的中置电机均结构复杂、体积大且减速比小、输出扭矩小，使得中置电机输出的性能受到限制。

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种减速比大、输出扭矩大，且体积小的电助力车用外转子型中置电机。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的电助力车用外转子型中置电机，用于通过外置的输出轮向电助力车的驱动轮输出扭矩，其包括机座，所述机座上固定安装有定子并转动安装有转子轴与主轴；

所述转子轴上安装有外转子，所述定子置于所述外转子内的容置腔内；

所述转子轴与主轴平行设置；所述主轴与所述输出轮同轴设置，且所述主轴可传递动力至所述输出轮；

所述转子轴通过减速机构与所述输出轮建立动力连接；所述减速机构由行星齿轮减速机构以及一级齿轮减速机构构成。

进一步地，所述外转子与所述转子轴之间设置有第一单向传动单元；所述主轴与所述输出轮之间设置有第二单向传动单元。

进一步地，所述行星齿轮减速机构包括太阳轮、行星轮、内齿圈以及行星架；所述一级齿轮减速机构包括第一齿轮与第二齿轮；

所述太阳轮相对于所述转子轴固定安装，所述内齿圈相对于所述机座固定，所述行星架相对于所述机座转动安装；

所述第一齿轮相对于所述行星架固定连接，所述第二齿轮相对于所述输出轮固定连接。

进一步地，所述主轴上安装有力矩传感器和/或速度传感器；

所述外转子型中置电机还包括控制器，所述力矩传感器和/或速度传感器连接所述控制器。

进一步地，所述第一单向传动单元为单向轴承，其内置于所述外转子中心的中孔。

进一步地，所述第二单向传动单元为棘轮机构，其内置于所述第二齿轮中心的内孔。

进一步地，所述定子的中心具备中间孔，所述中间孔内安装有第一轴承，所述机座上安装有第二轴承；所述第一轴承与所述第二轴承对所述转子轴起到支承作用。

进一步地，所述行星架转动安装在所述转子轴上，且两者之间设置有第三轴承。

进一步地，所述第二齿轮中心的内孔内安装有第四轴承，所述机座上安装有第五轴承；所述第四轴承与所述第五轴承对所述主轴起到支承作用。

进一步地，所述第二齿轮的两侧分别由安装在机座上的第六轴承与第七轴承支承。

有益效果：本实用新型的电助力车用外转子型中置电机，通过设置包含行星齿轮减速机构的两级减速机构获得了较大的速比，并采用了外转子的形式使得转子定子部分占用的空间缩小弥补了行星齿轮减速机构占用的空间，维持了中置电机具有较小的体积，且大幅提升了中置电机的输出扭矩。

附图说明

附图1为电助力车用外转子型中置电机的结构图。

图中：1-机座；2-定子；3-转子轴；4-主轴；5-外转子；6-第一单向传动单元；7-第二单向传动单元；8-太阳轮；9-行星轮；10-内齿圈；11-行星架；12-第一齿轮；13-第二齿轮；131-传动部；132-第一凸缘；133-第二凸缘；14-力矩传感器；15-速度传感器；16-控制器；17-第一轴承；18-第二轴承；19-第三轴承；20-第四轴承；21-第五轴承；22-第六轴承；23-第七轴承；24-输出轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如附图1所示的电助力车用外转子型中置电机(以下简称：中置电机)，其可用于五通式电动自行车、非五通式电动自行车等形式的电助力车，该中置电机通过外置的输出轮24(即输出轮24不属于中置电机)向电助力车的驱动轮输出扭矩，输出轮24的形态可以是链轮、齿轮等。

中置电机包括机座1，所述机座1上固定安装有定子2并转动安装有转子轴3与主轴4；其中，定子2固定安装在机座1所包含的一个侧端盖上，通过拆装侧端盖可实现对定子2的拆装；转子轴3上安装有外转子5，且外转子5内具有容置腔，定子2位于所述容置腔内，外转子5与定子2共同构成电机主体部分，电机主体部分通电后，外转子5转动以驱动转子轴3主动运转；中置电机采用外转子结构，外转子本身有较大转动惯量，在电机功率相同的情况下可以明显缩小电机外形尺寸。

主轴4连接电助力车的脚踏，用户踩动脚踏可向主轴4施加脚踏力以使得主轴4转动。

转子轴3与主轴4平行设置，主轴4直接与输出轮24同轴设置，而转子轴3通过减速机构与输出轮24建立动力传递关系，减速机构由行星齿轮减速机构以及一级齿轮减速机构构成。

具体地，所述行星齿轮减速机构包括太阳轮8、行星轮9、内齿圈10以及行星架11；所述一级齿轮减速机构包括第一齿轮12与第二齿轮13；其中，所述太阳轮8相对于所述转子轴3固定安装，所述内齿圈10相对于所述机座1固定，所述行星轮9转动安装在行星架11上，且行星轮9同时与太阳轮8以及内齿圈10啮合；所述行星架11相对于所述机座1转动安装；所述第一齿轮12相对于所述行星架11固定连接，所述第二齿轮13相对于所述输出轮24固定连接，第一齿轮12与第二齿轮13啮合。上述行星架11与第一齿轮12可以是一体成型件以降低装配难度。如此，对于行星齿轮减速机构来说，太阳轮8为输入部件，行星架11为输出部件，一级齿轮减速机构的输入部件第一齿轮12连接行星齿轮减速机构的输出部件，第二齿轮13为将动力传递给输出轮24的最终输出部件。

通过上述结构，通过加入行星齿轮减速机构使得电机本体部分的输出减速比大幅提升，中置电机可输出更大的扭矩，同时由于行星齿轮减速机构占用的空间较大，为了维持中置电机体积的小巧性，采用外转子结构以使得电机本体部分的体积缩小，如此此消彼长，使得中置电机整体结构紧凑小巧。

所述外转子5与所述转子轴3之间设置有第一单向传动单元6；第一单向传动单元6使得外转子5只有正向运转时可带动转子轴3转动从而带动输出轮24正向转动，且当外转子5未主动运转时转子轴3正向转动时不能带动外转子5转动。本实施例中，第一单向传动单元6为单向轴承。

所述主轴4与所述输出轮24之间设置有第二单向传动单元7。第二单向传动单元7使得主轴4只有正向转动时才能带动输出轮24正向转动，主轴4反向运转时不能带动输出轮24转动，且主轴4未受到用户的脚踏力运转而输出轮24正向转动时，输出轮24不会带动主轴4转动。本实施例中，第二单向传动单元7为棘轮机构。

上述输出轮24连接电助力车的驱动轮，电助力车正常行驶时，输出轮24都是正向转动，因此正常行驶时，输出轮24不会存在逆向转动的情形。

通过上述结构，由于设置了第一单向传动单元6与第二单向传动单元7，使得外转子5以及主轴4两者对输出轮24的作用相互独立，可实现三种动力模式，即：电动模式、人力模式以及助力模式，下面分别说明如下：

电动模式下，电机主体部分通电，外转子5正向主动运转，带动外转子轴3转动，外转子轴3带动输出轮24正向转动以驱动电助力车前进，此时，用户未向脚踏提供脚踏力，主轴4不主动运转，由于第二单向传动单元7的存在，输出轮24不会带动主轴4转动，因此用户的脚可正常放在脚踏上。

人力模式下，电机主体部分不通电，外转子5不主动运转，用户踏动脚踏驱动主轴4转动，主轴4通过第二单向传动单元7驱动输出轮24转动以驱动电动力车运转；此时，输出轮24会带动外转子轴3转动，但是由于第一单向传动单元6的存在，外转子轴3不会带动外转子5转动，因此外转子5不会损耗用户的能量，用户踏动脚踏所产生的动能可最大程度输送给驱动轮。

助力模式下，电机主体部分通电，外转子5正向主动运转，带动外转子轴3转动，同时用户踏动脚踏驱动主轴4转动，外转子轴3与主轴4两者传动的动力在输出轮24上汇合，两股动力的合力驱动电动力车运转。

优选地，为了提升中置电机整体结构的紧凑性，外转子5具备将其贯通的中孔，所述第一单向传动单元6(即单向轴承)置于所述外转子5的中孔内，如此，第一单向传动单元6不会额外占用转子轴3的轴向空间，有效提升结构紧凑性。

另外，所述定子2内具备中间孔，所述中间孔内安装有第一轴承17，所述机座1上安装有第二轴承18；所述第一轴承17与所述第二轴承18对所述转子轴3起到支承作用，且两者置于所述第一单向传动单元6的两侧，如此外转子5的两侧均有支撑，转动稳定。通过该结构布局，第一轴承17也被容纳在外转子5的宽度范围内，如此，定子2、外转子5、第一单向传动单元6以及第一轴承17四者总体的宽度为外转子5的宽度，占用的轴向空间很少，进一步提升了结构的紧凑性。

优选地，所述行星架11转动安装在所述转子轴3上，且两者之间设置有第三轴承19，行星架11直接安装在转子轴3上可保证行星架11与太阳轮8及内齿圈10的同轴度，降低装配难度。

上述第二齿轮13具备传动部131，传动部131的四周为与第二齿轮19啮合的传动齿，传动部131的两侧分别为第一凸缘132以及第二凸缘133，所述第一凸缘132与所述第二凸缘133与所述座体1之间分别设置有第六轴承22与第七轴承23，如此可保证第二齿轮13的转动稳定性，输出轮24固定在第一凸缘132上。第二齿轮13的中心位置具有将其贯穿的内孔，所述内孔为阶梯形孔，其由直径不同的两个孔段构成，所述第二单向传动单元7(即棘轮机构)其置于一个孔段内，另一个孔段内安装有第四轴承20，所述座体1上安装有第五轴承21，所述第四轴承20与所述第五轴承21对所述主轴4起到支承作用。采用上述结构，一方面，由于输出轮24固定在第一凸缘132上，第二单向传动单元7内置于第二齿轮13中心的内孔，因此主轴4与转子轴3均通过第二齿轮13向输出轮24传递动力，由于第二齿轮13两侧的凸缘都通过轴承支承，整体结构的可靠性与转动稳定性大幅提升；另一方面，用于支承主轴4的第四轴承20内置于第二齿轮13中心的内孔，因此，第四轴承20不会额外占用主轴4的轴向空间，提升了结构的紧凑性。

在优选的实施例中，所述主轴4上安装有力矩传感器14和速度传感器15；所述外转子型中置电机还包括控制器16，所述力矩传感器14和速度传感器15连接所述控制器16。如此控制器6可根据速度传感器15和力矩传感器14采集的转速与力矩数据判断当前电助力车当前的状态，以智能增减外转子5输出的辅助力矩，例如：当主轴4的转速较慢，而力矩较大时，可见当前路段骑行困难，控制器6可控制外转子5提升输出力矩。此外，由于第二齿轮13的直径较大，其邻位具有大量的空间，控制器6可安装在第二齿轮13的邻位，如此不会增加中置电机整体的宽度，保证了中置电机体积较小。

本实用新型的电助力车用外转子型中置电机，通过设置包含行星齿轮减速机构的两级减速机构获得了较大的速比，并采用了外转子的形式使得转子定子部分占用的空间缩小弥补了行星齿轮减速机构占用的空间，维持了中置电机具有较小的体积，且大幅提升了中置电机的输出扭矩。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电助力车用外转子型中置电机，用于通过外置的输出轮向电助力车的驱动轮输出扭矩，其特征在于，其包括机座，所述机座上固定安装有定子并转动安装有转子轴与主轴；

所述转子轴上安装有外转子，所述定子置于所述外转子内的容置腔内；

所述转子轴与主轴平行设置；所述主轴与所述输出轮同轴设置，且所述主轴可传递动力至所述输出轮；

所述转子轴通过减速机构与所述输出轮建立动力连接；所述减速机构由行星齿轮减速机构以及一级齿轮减速机构构成。

2.根据权利要求1所述的电助力车用外转子型中置电机，其特征在于，所述外转子与所述转子轴之间设置有第一单向传动单元；所述主轴与所述输出轮之间设置有第二单向传动单元。

3.根据权利要求2所述的电助力车用外转子型中置电机，其特征在于，所述行星齿轮减速机构包括太阳轮、行星轮、内齿圈以及行星架；所述一级齿轮减速机构包括第一齿轮与第二齿轮；

所述太阳轮相对于所述转子轴固定安装，所述内齿圈相对于所述机座固定，所述行星架相对于所述机座转动安装；

所述第一齿轮相对于所述行星架固定连接，所述第二齿轮相对于所述输出轮固定连接。

4.根据权利要求1所述的电助力车用外转子型中置电机，其特征在于，所述主轴上安装有力矩传感器和/或速度传感器；

所述外转子型中置电机还包括控制器，所述力矩传感器和/或速度传感器连接所述控制器。

5.根据权利要求2所述的电助力车用外转子型中置电机，其特征在于，所述第一单向传动单元为单向轴承，其内置于所述外转子中心的中孔。

6.根据权利要求3所述的电助力车用外转子型中置电机，其特征在于，所述第二单向传动单元为棘轮机构，其内置于所述第二齿轮中心的内孔。

7.根据权利要求1所述的电助力车用外转子型中置电机，其特征在于，所述定子的中心具备中间孔，所述中间孔内安装有第一轴承，所述机座上安装有第二轴承；所述第一轴承与所述第二轴承对所述转子轴起到支承作用。

8.根据权利要求3所述的电助力车用外转子型中置电机，其特征在于，所述行星架转动安装在所述转子轴上，且两者之间设置有第三轴承。

9.根据权利要求3所述的电助力车用外转子型中置电机，其特征在于，所述第二齿轮中心的内孔内安装有第四轴承，所述机座上安装有第五轴承；所述第四轴承与所述第五轴承对所述主轴起到支承作用。

10.根据权利要求3所述的电助力车用外转子型中置电机，其特征在于，所述第二齿轮的两侧分别由安装在机座上的第六轴承与第七轴承支承。

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