CN213948690U - 一种紧凑型电动助力自行车中置电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种紧凑型电动助力自行车中置电机，属于助力自行车中置电机领域。本实用新型的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，包括中轴套管、中轴、电机组件、大齿轮、单向离合器和牙盘，中轴上的大齿轮通过第一齿轮轴承和第二齿轮轴承转动安装，单向离合器设于大齿轮与中轴之间，牙盘同轴安装于大齿轮上，电机组件的壳体上还安装有齿轮上盖，大齿轮的轴肩与齿轮上盖之间设有第三齿轮轴承。本实用新型将中轴上的大齿轮通过三组轴承转动安装，使得大齿轮转动空间相对封闭，不易进入砂石，转动平稳可靠，同时牙盘直接同轴安装于大齿轮上，结构简单，装配方便，使得中置电机整体结构更加紧凑，运行稳定可靠。

Description

一种紧凑型电动助力自行车中置电机

技术领域

本实用新型涉及一种助力电机，更具体地说，涉及一种紧凑型电动助力自行车中置电机。

背景技术

电动助力自行车由于其轻快省力及无污染等特点，正日益在我国推广运用，并逐渐受到广大消费者的青睐。电动助力自行车在平地骑行时电机的输出功率很小，既能让人感觉到骑行轻松又很省电，而上坡时却可输出较大的电流使爬坡变得很省力。

中置电机是电动助力自行车中的关键部件，其安装于自行车的五通管处，通过中轴力矩传感装置控制中置电机的工作。中置电机一般由外壳、电机、齿轮传动机构、牙盘和中轴等组成，工作时电机通过齿轮传动机构驱动牙盘助力工作，且在正常平地骑行时，由中轴带动牙盘工作。而现有的中置电机普遍存在结构设计复杂、体积较大等缺点，因此导致自行车整体结构较为复杂臃肿笨重，给自行车的骑行带来诸多不便。

基于现有助力自行车中置电机存在的上述问题，有必要设计一款结构紧凑、传动稳定可靠的中置电机。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有助力自行车中置电机存在结构复杂、体积臃肿笨重等不足，提供一种紧凑型电动助力自行车中置电机，采用本实用新型的技术方案，将中轴上的大齿轮通过三组轴承转动安装，使得大齿轮转动空间相对封闭，不易进入砂石，转动平稳可靠，同时牙盘直接同轴安装于大齿轮上，结构简单，装配方便，使得中置电机整体结构更加紧凑，运行稳定可靠。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，包括中轴套管、中轴、电机组件、大齿轮、单向离合器和牙盘，所述的中轴套管的一端固定于电机组件的壳体上，所述的中轴通过轴承转动安装于中轴套管内，所述的中轴上安装有磁环，所述的电机组件的壳体上设有与磁环位置相对应的霍尔传感器，所述的大齿轮通过第一齿轮轴承和第二齿轮轴承转动安装于中轴的一端，所述的单向离合器设于大齿轮与中轴之间，所述的牙盘同轴安装于大齿轮上，所述的电机组件的壳体上还安装有齿轮上盖，所述的大齿轮的轴肩与齿轮上盖之间设有第三齿轮轴承；所述的电机组件与大齿轮之间采用齿轮传动。

更进一步地，所述的单向离合器包括棘齿架、棘齿和弹性保持圈，所述的棘齿架采用花键结构安装于中轴上，所述的棘齿架的外周均匀设有至少两个棘齿槽，所述的棘齿安装于各个棘齿槽内，且通过弹性保持圈保持在棘齿架上，各个棘齿在棘齿架上均沿顺时针或逆时针方向同向设置，且棘齿与大齿轮的中心轴孔内壁相配合。

更进一步地，所述的牙盘通过牙盘固定螺钉安装于大齿轮的轴肩端面上。

更进一步地，所述的电机组件包括电机壳、电机后盖、电机轴、电机转子、电机定子、控制器、轴齿轮、小齿轮轴、第一传动齿轮和第二传动齿轮，所述的电机壳与电机后盖固定连接形成电机腔体，所述的电机定子安装于电机腔体内，所述的电机转子安装于电机轴上，所述的电机转子位于电机定子内侧，所述的轴齿轮设于电机轴的一端，所述的小齿轮轴通过轴承错位安装于电机腔体内，所述的第一传动齿轮和第二传动齿轮分别设于小齿轮轴上，所述的轴齿轮与第一传动齿轮相啮合，所述的第二传动齿轮与大齿轮相啮合；所述的控制器设于电机腔体内，且控制器分别与电机定子和霍尔传感器电连接。

更进一步地，所述的中轴套管与电机壳之间通过套管连接螺丝固定连接。

更进一步地，所述的第一传动齿轮与小齿轮轴之间还设有离合器。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，其中轴上的大齿轮通过第一齿轮轴承和第二齿轮轴承转动安装，单向离合器设于大齿轮与中轴之间，牙盘同轴安装于大齿轮上，电机组件的壳体上还安装有齿轮上盖，大齿轮的轴肩与齿轮上盖之间设有第三齿轮轴承，将中轴上的大齿轮通过三组轴承转动安装，使得大齿轮转动空间相对封闭，不易进入砂石，转动平稳可靠，同时牙盘直接同轴安装于大齿轮上，结构简单，装配方便，使得中置电机整体结构更加紧凑，运行稳定可靠；

(2)本实用新型的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，其单向离合器采用楔块式超越离合器结构，棘齿通过弹性保持圈保持在棘齿架的棘齿槽内，结构简单，制作方便，且单向传动稳定性好，使用寿命长；

(3)本实用新型的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，其牙盘通过牙盘固定螺钉安装于大齿轮的轴肩端面上，安装牢固方便；

(4)本实用新型的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，其电机组件将控制器和齿轮传动机构集成在一起，控制器和齿轮传动机构均封闭在电机腔体内，不受外界影响，工作稳定性好，使用寿命长；

(5)本实用新型的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，其中轴套管与电机壳之间通过套管连接螺丝固定连接，中轴套管与电机壳为分体设计，中轴套管与电机壳的制作更加简单方便；

(6)本实用新型的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，其第一传动齿轮与小齿轮轴之间还设有离合器，在骑行状态下能够使得第一传动齿轮与小齿轮轴脱开，进而降低骑行阻力，使平地骑行更加轻松省力。

附图说明

图1为本实用新型的一种紧凑型电动助力自行车中置电机的剖视结构示意图；

图2为本实用新型中的单向离合器的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、中轴套管；2、中轴；3、第一中轴轴承；4、第二中轴轴承；5、电机壳；6、齿轮上盖；7、套管连接螺丝；8、磁环；8-1、磁钢；9、霍尔传感器；10、大齿轮；11、第一齿轮轴承；12、第二齿轮轴承；13、单向离合器；13-1、棘齿架；13-2、棘齿槽；13-3、棘齿；13-4、弹性保持圈；13-5、内花键；14、第三齿轮轴承；15、牙盘；16、牙盘固定螺钉；17、电机后盖；18、电机轴；19、电机转子；20、电机定子；21、控制器；22、轴齿轮；23、小齿轮轴；24、第一传动齿轮；25、第二传动齿轮。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

[实施例]

结合图1所示，本实施例的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，包括中轴套管1、中轴2、电机组件、大齿轮10、单向离合器13和牙盘15，中轴套管1的一端固定于电机组件的壳体上，中轴2通过轴承转动安装于中轴套管1内，具体在中轴2的两端分别设有第一中轴轴承3和第二中轴轴承4，中轴2通过第一中轴轴承3和第二中轴轴承4支承在中轴套管1内侧，能够在中轴套管1内自由旋转，中轴2上安装有磁环8，电机组件的壳体上设有与磁环8位置相对应的霍尔传感器9，磁环8的外周可间隔分别有若干磁钢8-1，霍尔传感器9用于感应磁环8转速；大齿轮10通过第一齿轮轴承11和第二齿轮轴承12转动安装于中轴2的一端，单向离合器13设于大齿轮10与中轴2之间，使得中轴2与大齿轮10之间能够单向驱动，牙盘15同轴安装于大齿轮10上，电机组件的壳体上还安装有齿轮上盖6，齿轮上盖6可采用螺钉固定在电机组件的壳体上，大齿轮10的轴肩与齿轮上盖6之间设有第三齿轮轴承14；电机组件与大齿轮10之间采用齿轮传动。将中轴2上的大齿轮10通过三组轴承转动安装，使得大齿轮10转动空间相对封闭，不易进入砂石，转动平稳可靠，同时牙盘15直接同轴安装于大齿轮10上，结构简单，装配方便，使得中置电机整体结构更加紧凑，运行稳定可靠。

如图2所示，在本实施例中，上述的单向离合器13包括棘齿架13-1、棘齿13-3和弹性保持圈13-4，棘齿架13-1为圆环形，其内侧设有内花键13-5，棘齿架13-1采用花键结构安装于中轴2上，棘齿架13-1的外周均匀设有至少两个棘齿槽13-2，如图2中均布有三个棘齿槽13-2，棘齿13-3安装于各个棘齿槽13-2内，能够在棘齿槽13-2内在一定角度内转动，且棘齿13-3通过弹性保持圈13-4保持在棘齿架13-1上，弹性保持圈13-4可采用弹簧钢制成，其为开口环结构，在棘齿架13-1的外周中间和棘齿13-3上均设有槽口，弹性保持圈13-4卡合在棘齿架13-1和棘齿13-3的槽口内，使得棘齿13-3保持在棘齿架13-1上，同时使棘齿13-3保持向外弹开的趋势，以与大齿轮10的中心轴孔内壁相贴合，各个棘齿13-3在棘齿架13-1上均沿顺时针或逆时针方向同向设置，且棘齿13-3与大齿轮10的中心轴孔内壁相配合。上述的单向离合器13采用楔块式超越离合器结构，棘齿13-3通过弹性保持圈13-4保持在棘齿架13-1的棘齿槽13-2内，结构简单，制作方便，且单向传动稳定性好，使用寿命长。

接图1所示，在本实施例中，上述的牙盘15通过牙盘固定螺钉16安装于大齿轮10的轴肩端面上，牙盘固定螺钉16可沿牙盘15周向均匀设置多个，使牙盘15安装牢固可靠。上述的电机组件包括电机壳5、电机后盖17、电机轴18、电机转子19、电机定子20、控制器21、轴齿轮22、小齿轮轴23、第一传动齿轮24和第二传动齿轮25，电机壳5与电机后盖17固定连接形成电机腔体，电机定子20安装于电机腔体内，电机转子19安装于电机轴18上，电机轴18两端通过轴承支承在电机腔体内，电机转子19位于电机定子20内侧，轴齿轮22设于电机轴18的一端，小齿轮轴23通过轴承与电机轴18错位地安装于电机腔体内，第一传动齿轮24和第二传动齿轮25分别设于小齿轮轴23上，轴齿轮22与第一传动齿轮24相啮合，第二传动齿轮25与大齿轮10相啮合；控制器21设于电机腔体内，且控制器21分别与电机定子20和霍尔传感器9电连接。控制器21控制电机转子19在电机定子20作用下旋转，带动电机轴18旋转，电机轴18通过轴齿轮22与第一传动齿轮24啮合传动，带动小齿轮轴23旋转，小齿轮轴23通过第二传动齿轮25驱动大齿轮10旋转，进而带动牙盘15旋转。电机组件将控制器21和齿轮传动机构集成在一起，控制器21和齿轮传动机构均封闭在电机腔体内，不受外界影响，工作稳定性好，使用寿命长。另外，在第一传动齿轮24与小齿轮轴23之间还设有离合器，使第一传动齿轮24与小齿轮轴23之间单向传动，在骑行状态下能够使得第一传动齿轮24与小齿轮轴23脱开，进而降低骑行阻力，使平地骑行更加轻松省力。此外，在本实施例中，中轴套管1与电机壳5之间通过套管连接螺丝7固定连接，中轴套管1与电机壳5为分体设计，中轴套管1与电机壳5的制作更加简单方便。

参见图1所示，本实施例的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，在平地骑行无需电机助力时，中轴2旋转带动单向离合器13旋转，此时单向离合器13与大齿轮10结合，进而带动大齿轮10和牙盘15旋转，实现骑行功能；在此过程中，大齿轮10旋转带动小齿轮轴23旋转，此时小齿轮轴23与第一传动齿轮24通过离合器脱离，进而不会带动电机轴18一起旋转。在需要电动助力或纯电行驶时，控制器21根据信号控制电机工作，电机轴18旋转带动第一传动齿轮24旋转，此时离合器将第一传动齿轮24与小齿轮轴23结合，带动小齿轮轴23旋转，小齿轮轴23通过第二传动齿轮25带动大齿轮10和牙盘15旋转，实现电动助力或纯电行驶；而此时单向离合器13与大齿轮10相脱离，大齿轮10不会带动中轴2旋转，中轴的旋转动作依靠骑行者的踩踏实现。

本实用新型的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，将中轴上的大齿轮通过三组轴承转动安装，使得大齿轮转动空间相对封闭，不易进入砂石，转动平稳可靠，同时牙盘直接同轴安装于大齿轮上，结构简单，装配方便，使得中置电机整体结构更加紧凑，运行稳定可靠。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种紧凑型电动助力自行车中置电机，包括中轴套管(1)、中轴(2)、电机组件、大齿轮(10)、单向离合器(13)和牙盘(15)，其特征在于：所述的中轴套管(1)的一端固定于电机组件的壳体上，所述的中轴(2)通过轴承转动安装于中轴套管(1)内，所述的中轴(2)上安装有磁环(8)，所述的电机组件的壳体上设有与磁环(8)位置相对应的霍尔传感器(9)，所述的大齿轮(10)通过第一齿轮轴承(11)和第二齿轮轴承(12)转动安装于中轴(2)的一端，所述的单向离合器(13)设于大齿轮(10)与中轴(2)之间，所述的牙盘(15)同轴安装于大齿轮(10)上，所述的电机组件的壳体上还安装有齿轮上盖(6)，所述的大齿轮(10)的轴肩与齿轮上盖(6)之间设有第三齿轮轴承(14)；所述的电机组件与大齿轮(10)之间采用齿轮传动。

2.根据权利要求1所述的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，其特征在于：所述的单向离合器(13)包括棘齿架(13-1)、棘齿(13-3)和弹性保持圈(13-4)，所述的棘齿架(13-1)采用花键结构安装于中轴(2)上，所述的棘齿架(13-1)的外周均匀设有至少两个棘齿槽(13-2)，所述的棘齿(13-3)安装于各个棘齿槽(13-2)内，且通过弹性保持圈(13-4)保持在棘齿架(13-1)上，各个棘齿(13-3)在棘齿架(13-1)上均沿顺时针或逆时针方向同向设置，且棘齿(13-3)与大齿轮(10)的中心轴孔内壁相配合。

3.根据权利要求2所述的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，其特征在于：所述的牙盘(15)通过牙盘固定螺钉(16)安装于大齿轮(10)的轴肩端面上。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，其特征在于：所述的电机组件包括电机壳(5)、电机后盖(17)、电机轴(18)、电机转子(19)、电机定子(20)、控制器(21)、轴齿轮(22)、小齿轮轴(23)、第一传动齿轮(24)和第二传动齿轮(25)，所述的电机壳(5)与电机后盖(17)固定连接形成电机腔体，所述的电机定子(20)安装于电机腔体内，所述的电机转子(19)安装于电机轴(18)上，所述的电机转子(19)位于电机定子(20)内侧，所述的轴齿轮(22)设于电机轴(18)的一端，所述的小齿轮轴(23)通过轴承错位安装于电机腔体内，所述的第一传动齿轮(24)和第二传动齿轮(25)分别设于小齿轮轴(23)上，所述的轴齿轮(22)与第一传动齿轮(24)相啮合，所述的第二传动齿轮(25)与大齿轮(10)相啮合；所述的控制器(21)设于电机腔体内，且控制器(21)分别与电机定子(20)和霍尔传感器(9)电连接。

5.根据权利要求4所述的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，其特征在于：所述的中轴套管(1)与电机壳(5)之间通过套管连接螺丝(7)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种紧凑型电动助力自行车中置电机，其特征在于：所述的第一传动齿轮(24)与小齿轮轴(23)之间还设有离合器。

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