CN212649231U - 芯轴前支型半轴式轮毂电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种芯轴前支型半轴式轮毂电机，包括轮毂壳体、由轮毂轴承支撑轮毂壳体的两侧半轴及设于轮毂壳体内的外定子内转子构型的电机机芯、行星减速机构、内齿圈和离合器，电机机芯包括环形定子支架、设于其上的定子线圈及固定有转子磁钢的芯轴，芯轴经行星减速机构连接内齿圈，内齿圈经离合器连接轮毂壳体；其特征在于芯轴末端悬空，而前部输出端上成型有行星减速机构的太阳齿轮，该前部输出端由位于太阳齿轮一端且安装在环形定子支架上的至少一芯轴轴承，和位于太阳齿轮另一端且安装于同环形定子支架固定的轴承支架上的至少一芯轴轴承共同支撑。该轮毂电机的内部空间利用率更高，结构配置更合理，不仅装配更便利，也利于电机功率的提高。

Description

芯轴前支型半轴式轮毂电机

技术领域

本实用新型属于轮毂电机结构技术领域，具体涉及一种芯轴前支型半轴式轮毂电机。

背景技术

轮毂电机是主要应用于电动助力车上的动力核心部件，目前行业内对于轮毂电机的发展以小型化(结构紧凑，直径小)和大功率、大输出扭矩为主流趋势。

众所周知轮毂电机减小尺寸的方式是增大减速比，而增大减速比的方式通常主要是减小行星减速传动机构中太阳齿轮的齿数，而通常行业内为了进一步减小太阳齿轮的齿数，采用的方式是将轮毂电机的主轴做成两段式，这样就确保位于中间的太阳齿轮直径不会受主轴直径限制。

但这种主轴两段式的轮毂电机在实践中暴露出如下缺点：

1)仔细观察现有的半轴式轮毂电机可以发现，其外定子内转子的电机机芯结构中，对于芯轴的支撑，前端，也即输出端主要依靠设于环形定子支架内周的轴承，而后端则主要依靠嵌设于轮毂壳体内侧的轴承来支撑。这种支撑结构，由于要在轮毂壳体内侧成型装配轴承的轴承座，实际上挤压了芯轴末端的轴向空间，牺牲了芯轴上安装转子磁钢的区域，相应也就降低了目前电机的功率。

2)电机的芯轴与左右两侧半轴之间没有任何支撑关联，故支撑强度较低，限制了输出扭矩的提升，且装配时需要校正两侧半轴和中间电机芯轴之间的同心度，对于部件加工精度高，装配工艺也复杂，导致生产效率低下。

3)离合器的运转噪音大。

为了进一步提高电机功率，同时简化装配，此类轮毂电机的结构往往有着很大的改进空间。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种芯轴前支型半轴式轮毂电机，这种轮毂电机的内部空间利用率更高，结构配置更合理，不仅装配更加便利，也有利于电机功率的提高。

本实用新型的技术方案是：一种芯轴前支型半轴式轮毂电机，包括轮毂壳体、经由轮毂轴承支撑轮毂壳体的两侧半轴以及设于轮毂壳体内的外定子内转子构型的电机机芯、行星减速机构、内齿圈和离合器，电机机芯包括固定在一侧半轴上的环形定子支架、设于环形定子支架上的定子线圈及固定转子磁钢的芯轴，该芯轴经行星减速机构连接内齿圈，内齿圈经离合器连接轮毂壳体；其特征在于电机机芯的芯轴末端悬空，而前部输出端上成型有行星减速机构的太阳齿轮，同时该前部输出端由位于太阳齿轮一端且安装在环形定子支架上的至少一芯轴轴承，和位于太阳齿轮另一端且安装于同环形定子支架固定的轴承支架上的至少一芯轴轴承共同支撑。

进一步的，本实用新型中所述轮毂壳体包括相固定的轮毂凹壳和轮毂端盖，所述两侧半轴分别为凹壳半轴和端盖半轴，其中凹壳半轴经由相应的轮毂轴承支撑轮毂凹壳，而端盖半轴经由相应的轮毂轴承支撑端盖；所述环形定子支架靠近凹壳半轴一侧设置，并且其与凹壳半轴固定，而轴承支架则还同端盖半轴固定，所述芯轴末端与凹壳半轴相对，而芯轴前部输出端与端盖半轴相对。

更进一步的，本实用新型中所述芯轴前端一体成型有配重延伸段，而端盖半轴上设有供配重延伸段伸入的轴心容纳孔。由于本案中芯轴为前支型，为提高对其支撑稳定性，故可进一步增加配重延伸段。

更进一步的，本实用新型中所述环形定子支架上设有同凹壳半轴紧配的装配孔，凹壳半轴上成型有若干定位凸键，而装配孔内设有同定位凸键配合的定位键槽，加强连接稳定性。

更进一步的，本实用新型中所述轴承支架上设有套于端盖半轴上的孔，孔内周成型有若干定位凸键，而端盖半轴上设有同定位凸键配合的定位键槽以固定轴承支架，从而加强轴承支架的定位稳固性。本实用新型中环形定子支架相当于跨设固定在两侧半轴上，具有更好的定位稳固性。

更进一步的，本实用新型中所述离合器包括相互配合的尼龙内圈和粉末冶金外圈，粉末冶金外圈同轮毂壳体固定，所述内齿圈一体成型于所述尼龙内圈的内周；所述行星减速机构还包括围绕所述太阳齿轮的若干行星齿轮，每个行星齿轮均枢转设于行星轴上，而行星轴的两端固定在环形定子支架和轴承支架上，每个行星齿轮均为组合齿轮，包括同轴固定的大齿轮和小齿轮，其中大齿轮与太阳齿轮啮合，而小齿轮同内齿圈啮合。离合器采用尼龙内圈和粉末冶金外圈的配合形式能够减小其运转时的噪音。

更为优选的，本实用新型中所述大齿轮为尼龙齿轮，而小齿轮为粉末冶金齿轮。通过尼龙齿轮同芯轴上的太阳齿轮啮合，通过粉末冶金齿轮与尼龙内圈上的内齿圈啮合，从而能够进一步降低整个行星减速机构的运转噪音。

更为优选的，本实用新型中所述粉末冶金外圈上一体成型有内螺纹连接座，所述端盖上成型有朝向轮毂壳体内部的外螺纹连接座，同内螺纹连接座配合固定，以此将离合器固定至端盖上，装配便利。

详细的，本实用新型中所述外螺纹连接座的内周也安装有支撑端盖的轮毂轴承。

需要指出本实用新型中的离合器本身为常规技术，其仅仅是将内圈采用尼龙制造，外圈采用粉末冶金制造，而对于其主体结构及其功能实现方式不作改进，均参见现有技术。

本实用新型的优点是：

1)本实用新型的轮毂电机内部结构设计中，芯轴末端悬空，而前部输出端由两组芯轴轴承支撑，这种芯轴前支型的支撑结构去除了轮毂壳体内部对应芯轴末端位置的轴承座设计，避免挤压芯轴末端的轴向空间以便增加芯轴上的磁钢安装区域，从而有利于提高电机的功率。

2)本实用新型优化了轮毂壳体内部的结构配置，并且其环形定子支架相当于跨设固定在两侧半轴上，具有更好的定位稳固性，而芯轴又是由环形定子支架和与之固定的轴承支架上的芯轴轴承来支撑，支撑强度高，稳定性更好，有利于提升输出扭矩。

3)本实用新型中两侧半轴和芯轴之间均通过环形定子支架和轴承支架产生关联，实际装配时，环形定子支架先与一侧半轴(凹壳半轴)固定，然后固定轴承支架，再由轴承支架上的芯轴轴承定位芯轴，最后将轴承支架与另一侧半轴(端盖半轴)进行关联定位，这套结构不仅方便装配，且也便利于校准芯轴与两侧半轴的同心度，能够大大简化装配工艺，有效提高生产效率。

4)本实用新型中采用尼龙内圈和粉末冶金外圈相装配的离合器，尺寸小，重量轻，运行噪音低。此外，通过尼龙齿轮(软齿面)同芯轴上的太阳齿轮(金属齿面)啮合，通过粉末冶金齿轮与尼龙内圈上的内齿圈啮合，使得啮合平稳，能够进一步降低整个行星减速机构的运转噪音。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的主结构剖视图。

其中：1、轮毂壳体；1a、轮毂凹壳；1b、轮毂端盖；2、轮毂轴承；3、内齿圈；4、环形定子支架；5、定子线圈；6、转子磁钢；7、芯轴；7a、配重延伸段；8、芯轴轴承；9、轴承支架；10、太阳齿轮；11、凹壳半轴；12、端盖半轴；12a、轴心容纳孔；13、离合器；13a、尼龙内圈；13b、粉末冶金外圈；14、行星轴；15、大齿轮；16、小齿轮；17、内螺纹连接座；18、外螺纹连接座。

具体实施方式

实施例：结合图1所示，为本实用新型芯轴前支型半轴式轮毂电机的一种具体实施方式，其同常规技术一样具有轮毂壳体1、经由轮毂轴承2支撑轮毂壳体1的两侧半轴以及设于轮毂壳体1内的外定子内转子构型的电机机芯、行星减速机构、内齿圈3和离合器13。

如图1所示，所述轮毂壳体1由轮毂凹壳1a和采用螺栓锁紧至轮毂凹壳1a上的轮毂端盖1b共同构成。所述两侧半轴分别为凹壳半轴11和端盖半轴12，其中凹壳半轴11经由一轮毂轴承2支撑轮毂凹壳1a，而端盖半轴 12也经由一轮毂轴承2支撑端盖1b。

电机机芯同已知技术一样，由环形定子支架4、固定在环形定子支架4 内周壁上的定子线圈5、芯轴7和固定在芯轴7外周的转子磁钢6共同构成。其中所述芯轴7末端与凹壳半轴11相对，而芯轴7前部输出端与端盖半轴 12相对。该芯轴7经行星减速机构连接内齿圈3，内齿圈3经离合器13连接轮毂壳体1。

具体如图1所示的那样，本实施例中所述环形定子支架4靠近凹壳半轴 11一侧设置，并且其与凹壳半轴11固定。作为本案的核心改进，所述电机机芯的芯轴7的末端悬空，而前部输出端由两个芯轴轴承8支撑，其中一个芯轴轴承8安装在环形定子支架4上，而另一个芯轴轴承8安装于轴承支架 9上，轴承支架9采用螺钉锁紧在环形定子支架4上。

如图1所示，本实用新型中，所述环形定子支架4上设有同凹壳半轴11紧配的装配孔，凹壳半轴11上成型有若干定位凸键(图中未标出)，而装配孔内设有同定位凸键配合的定位键槽(图中未标出)，用以增强连接稳定性。

同样，轴承支架9也同端盖半轴12设计了关联固定的结构，即所述轴承支架9上设有套于端盖半轴12上的孔，孔内周成型有若干定位凸键，而端盖半轴12上设有同定位凸键配合的定位键槽以固定轴承支架9。

并且，本实施例中所述芯轴7前端一体成型有配重延伸段7a，而端盖半轴12上设有供配重延伸段7a伸入的轴心容纳孔12a。

本实施例中所述离合器13由相互配合的尼龙内圈13a和粉末冶金外圈 13b构成，粉末冶金外圈13b上一体成型有位于端盖半轴12外围的内螺纹连接座17，而所述端盖1b上成型有朝向轮毂壳体1内部的外螺纹连接座18，同内螺纹连接座17配合固定，以此将离合器13固定至轮毂壳体1上。并且本实施例中所述外螺纹连接座18的内周也安装有支撑端盖1b的轮毂轴承2。

本实施例中所述内齿圈3一体成型于所述尼龙内圈13a的内周，故内齿圈3也为尼龙的。

本实施例中行星减速机构具有成型于芯轴7上的太阳齿轮10，该太阳齿轮10位于两个芯轴轴承8之间，如图1所示。同时行星减速机构还包括围绕所述太阳齿轮10且等角度间隔分布的三个行星齿轮(图中只可见一个)，每个行星齿轮均枢转设于行星轴14上，而行星轴14的两端固定在环形定子支架4和轴承支架9上，每个行星齿轮均为组合齿轮，包括同轴固定的大齿轮15和小齿轮16，其中大齿轮15与太阳齿轮10啮合，而小齿轮16同内齿圈3啮合。

并且本实施例中所述大齿轮15为尼龙齿轮，而小齿轮16为粉末冶金齿轮。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种芯轴前支型半轴式轮毂电机，包括轮毂壳体(1)、经由轮毂轴承(2)支撑轮毂壳体(1)的两侧半轴以及设于轮毂壳体(1)内的外定子内转子构型的电机机芯、行星减速机构、内齿圈(3)和离合器(13)，电机机芯包括固定在一侧半轴上的环形定子支架(4)、设于环形定子支架(4)上的定子线圈(5)及固定转子磁钢(6)的芯轴(7)，该芯轴(7)经行星减速机构连接内齿圈(3)，内齿圈(3)经离合器(13)连接轮毂壳体(1)；其特征在于电机机芯的芯轴(7)末端悬空，而前部输出端上成型有行星减速机构的太阳齿轮(10)，同时该前部输出端由位于太阳齿轮(10)一端且安装在环形定子支架(4)上的至少一芯轴轴承(8)，和位于太阳齿轮(10)另一端且安装于同环形定子支架(4)固定的轴承支架(9)上的至少一芯轴轴承(8)共同支撑。

2.根据权利要求1所述的芯轴前支型半轴式轮毂电机，其特征在于所述轮毂壳体(1)包括相固定的轮毂凹壳(1a)和轮毂端盖(1b)，所述两侧半轴分别为凹壳半轴(11)和端盖半轴(12)，其中凹壳半轴(11)经由相应的轮毂轴承(2)支撑轮毂凹壳(1a)，而端盖半轴(12)经由相应的轮毂轴承(2)支撑端盖(1b)；所述环形定子支架(4)靠近凹壳半轴(11)一侧设置，并且其与凹壳半轴(11)固定，而轴承支架(9)则还同端盖半轴(12)固定，所述芯轴(7)末端与凹壳半轴(11)相对，而芯轴(7)前部输出端与端盖半轴(12)相对。

3.根据权利要求2所述的芯轴前支型半轴式轮毂电机，其特征在于所述芯轴(7)前端一体成型有配重延伸段(7a)，而端盖半轴(12)上设有供配重延伸段(7a)伸入的轴心容纳孔(12a)。

4.根据权利要求2所述的芯轴前支型半轴式轮毂电机，其特征在于所述环形定子支架(4)上设有同凹壳半轴(11)紧配的装配孔，凹壳半轴(11)上成型有若干定位凸键，而装配孔内设有同定位凸键配合的定位键槽。

5.根据权利要求2所述的芯轴前支型半轴式轮毂电机，其特征在于所述轴承支架(9)上设有套于端盖半轴(12)上的孔，孔内周成型有若干定位凸键，而端盖半轴(12)上设有同定位凸键配合的定位键槽以固定轴承支架(9)。

6.根据权利要求2所述的芯轴前支型半轴式轮毂电机，其特征在于所述离合器(13)包括相互配合的尼龙内圈(13a)和粉末冶金外圈(13b)，粉末冶金外圈(13b)同轮毂壳体(1)固定，所述内齿圈(3)一体成型于所述尼龙内圈(13a)的内周；所述行星减速机构还包括围绕所述太阳齿轮(10)的若干行星齿轮，每个行星齿轮均枢转设于行星轴(14)上，而行星轴(14)的两端固定在环形定子支架(4)和轴承支架(9)上，每个行星齿轮均为组合齿轮，包括同轴固定的大齿轮(15)和小齿轮(16)，其中大齿轮(15)与太阳齿轮(10)啮合，而小齿轮(16)同内齿圈(3)啮合。

7.根据权利要求6所述的芯轴前支型半轴式轮毂电机，其特征在于所述大齿轮(15)为尼龙齿轮，而小齿轮(16)为粉末冶金齿轮。

8.根据权利要求6所述的芯轴前支型半轴式轮毂电机，其特征在于所述粉末冶金外圈(13b)上一体成型有内螺纹连接座(17)，所述端盖(1b)上成型有朝向轮毂壳体(1)内部的外螺纹连接座(18)，同内螺纹连接座(17)配合固定。

9.根据权利要求8所述的芯轴前支型半轴式轮毂电机，其特征在于所述外螺纹连接座(18)的内周也安装有支撑端盖(1b)的轮毂轴承(2)。

Images