CN2928669Y - 电动车用电动机装置 - Google Patents

Abstract

提供一种电动车用电动机装置，其能使电动车的电动机驱动系统实现小型化、高可靠性、简单化、高强度化以及高精度化。该装置把驱动用电动机和减速器内置于轮毂内。轮毂的两端可旋转地安装在车轴上。固定驱动用电动机的定子的定子法兰固定在车轴上。转子可旋转地安装在车轴上。减速器由中间齿轮构成，其和形成在转子旋转轴上的外齿及设在轮毂的内周上的内齿两方相啮合。该中间齿轮由插入轴可旋转地支撑在设置于定子法兰的安装保持架上，并与驱动用电动机一体化。来自驱动用电动机的引出线，从转子旋转轴和定子法兰之间的车轴上的通线口通过车轴内部的配线孔，并从轮毂的外侧的车轴上的引出口引出。

Description

电动车用电动机装置

技术领域

本实用新型涉及一种适用于电动助力自行车、电动摩托车、电动轮椅等的电动车用电动机装置，具体地讲，涉及一种能使这些电动车的电动机驱动系统实现小型化，高可靠性、简易化等的电动车用电动机装置。

背景技术

已经公知的有：两轮、三轮电动摩托，其通过使电动机装置根据加速量来旋转而行驶，该电动机装置使前轮或者后轮旋转；两轮、三轮电动助力自行车，其使电动机装置根据踏板的载荷而增加助力(assist)并进行旋转，该电动机装置使前轮或后轮旋转(以下，把这些电动摩托车、电动助力自行车称为电动车)。

在专利文献1～4中，记载了作为使电动自行车的前轮或者后轮旋转的电动机装置。这些电动机装置构成为，其和减速器一同设置在轮毂内，该车毂设置在其车轴上并用轮辐等支撑车轮。上述电动机装置直接使车轮旋转。

【专利文献1】日本特开平11-255177号公报

【专利文献2】日本特开2001-341688号公报

【专利文献3】日本特开2002-154471号公报

【专利文献4】日本特开2005-278234号公报

但是，在专利文献2、4的技术中，因为车轴在左右相分离，所以在支撑车体的载荷时存在强度的问题。并且，对于左右车轴的同轴性的调整和维持也存在问题。

此外，在专利文献1、3的技术中，因为使车轴一体化，所以不存在上述的问题，但是，因为轮毂和车轴之间、以及电动机支架与车轴之间关系复杂，所以存在着同轴的精度差的问题，并且由于零件数量较多，所以还存在可靠性较低、变得大型化的问题。

实用新型内容

本实用新型就是为了解决上述问题而提出的，该课题是提供一种电动车用电动机装置，其能使电动车电动机驱动系统实现小型化、高可靠性、简单化、高强度化以及高精度化。

为了解决上述课题，本实用新型的第1方面的电动车用电动机装置，具有将驱动用电动机和减速器内置在轮毂内的构造，其特征在于，将上述轮毂的两端可旋转地安装在电动车的车轴上，在上述车轴上固定有上述驱动用电动机的定子的固定部，并且转子可旋转地安装在上述轴上，中间齿轮可旋转地保持在上述定子固定部上，上述中间齿轮与上述转子表面的外齿和上述轮毂内面的内齿啮合，由此构成上述减速器。

此外，本实用新型的第2方面的结构，在本实用新型第1方面所述的电动车用电动机装置中，其特征在于，上述中间齿轮由插入轴可旋转地支撑在安装保持架上，该安装保持架设置于上述定子的固定部上，并且该插入轴固定在上述安装保持架上。

还有，本实用新型的第3方面的结构，在本实用新型第1或者2方面所述的电动车用电动机装置中，其特征在于，上述轮毂是由主体部和除此之外的盖部构成，该主体部具有车轮安装部且端面可旋转地安装在上述车轴上，该盖部的端面可旋转地安装在上述车轴上，并且，上述主体部和盖部被螺纹结合起来。

再有，本实用新型的第4方面的结构，在本实用新型第1至3方面的任一项所述的电动车用电动机装置中，其特征在于，来自上述定子的引出线从上述轮毂内起，通过在上述车轴上开设的中空部，并向外部引出。

根据本实用新型的第1方面的结构，由于使减速器的中间齿轮及其安装部分与定子的安装部成一体化，所以能够实现简单化、小型化，并且，由于使轮毂以简单的构造安装在车轴上，所以可得到提高强度和可靠性的效果。

如果采用本实用新型的第2方面的结构，就可得到使减速器的组装变得容易的效果。

此外，如果采用本实用新型的第3方面的结构，就能够得到如下效果，即因为把轮毂分为两部分，并直接切削螺纹，通过螺纹结合就能够使其一体化，因此可消除因用螺栓结合法兰彼此间而产生的无效空间，并且，对于雨水等的密封也变得容易。

还有，如果采用本实用新型的第4方面的结构，就能够得到如下效果，即避开电动机的旋转和轮毂的旋转之间的干涉而能将轮毂内的配线向外部引出，并且，也能够将轮毂可旋转地安装在车轴上。

附图说明

图1是表示作为本实用新型的实施例1的电动车用电动机装置的机械结构的剖面图。

图2是表示该电动车用电动机装置的机械结构的示意分解立体图。

图3是表示该电动车用电动机装置的中间齿轮的组装顺序的分解立体图。

图4是表示作为本实用新型的实施例2的电动车用电动机装置的机械结构的剖面图。

标号説明

1…轮毂(hub)

1a…轮毂主体

1b…轮毂法兰(hub flange)

1c…轮毂结合螺纹部

1d、1e…突缘部

2…车轴

2b…配线孔

3、4…轴承

5…定子

6a、6b…定子法兰

6c…安装保持架(holder)

7…转子

7a…转子磁铁

7b…转子旋转轴

7c…外齿

8…转子位置传感器

9a、9b…轴承

10…内齿

11…中间齿轮

11a…大径齿

11b…小径齿

12a、12b…轴承

13…插入轴

14…中间齿轮

15…内齿

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。具体地采用适用于两轮电动自行车的实施例来进行说明。

【实施例1】

图1是表示作为本实用新型的实施例1的电动车用电动机装置的机械结构的车轴方向的剖面图；图2是其示意分解立体图。本实施例的电动车用电动机装置是，将驱动用电动机和减速器内置在轮毂1内的构造。轮毂1由占大半的筒状轮毂主体1a和除此之外的盖状的轮毂法兰1b构成。轮毂主体1a和轮毂法兰1b通过轮毂结合螺纹部1c被螺纹结合起来。在轮毂主体1a的筒状的外周上，设有突缘部1d、1e，突缘部1d、1e用于安装图中省略的车轮轮辐。轮毂主体1a的端面通过滚珠轴承等的轴承3而可能够旋转地安装在车轴2上。轮毂法兰1b的端面通过轴承4而可旋转地安装在车轴2上。

驱动用电动机由定子法兰6a、6b和转子7构成，该定子法兰6a、6b在车轴方向的两侧支撑定子5。定子法兰6b通过定子法兰固定孔2a而被固定在车轴2上。定子法兰6a用多个长螺钉隔着定子5被固定在定子法兰6b上。在为无刷电动机的情况下，在定子5上，在多个相位上缠绕着线圈5a，在转子7的周面上设有转子磁铁7a，该转子磁铁7a的N极和S极的磁铁在周面方向上交替地被磁化。在转子磁铁7a的一方的端面上，配置有转子位置传感器8，其是用于控制该电动机的旋转的磁性传感器等，并且其被固定在定子法兰6a上。转子旋转轴7b形成为中空状，车轴2具有游隙地插入在中空内。转子7安装成，其转子旋转轴7b的一侧通过轴承9a可旋转地安装在定子法兰6a中，而其转子旋转轴7b的另一侧通过轴承9b可旋转地安装在定子法兰6b中，并且，转子7可旋转地安装在车轴2上。

上述驱动用电动机容纳在轮毂1内，并将外形尺寸控制成较小，以使轮毂1相对车轴2能够旋转。为了把来自线圈5a的引出线和来自转子传感器8的引出线向外部引出，在车轴2上设有中空状的配线孔2b。这些引出线，从转子旋转轴7b和定子法兰6a之间的在车轴2上开设的通线口2c通过配线孔2b，并从轮毂1外侧的在车轴2上开设的引出口2d向外部引出。为了防水、防尘，引出口2d用适当的密封材料进行密封。同样，为了防尘、防水，轴承3、4以及轮毂结合螺纹部1c也用适当的密封材料(如果是轴承，则用油封等)进行密封。

本实用新型是以将减速器和驱动用电动机一体化为特征的。减速器包括：外齿7c，其在转子旋转轴7b的表面直接形成或者嵌入；内齿10，其在轮毂法兰1b的内周面直接形成或者嵌入；以及中间齿轮11，其与外齿7c和内齿10两方啮合。中间齿轮11构成为，同轴形成有与外齿7c啮合的大径齿11a和与内齿10啮合的小径齿11b。中间齿轮11通过轴承12a、12b由插入轴13可旋转地支撑在设置于定子法兰6b的安装保持架6c上。该插入轴13固定在安装保持架6c上。在安装保持架6c上，在使大径齿11a与外齿7c啮合的部分设置有开口部6d。

图3是表示中间齿轮11的组装顺序的分解立体图。首先，把中间齿轮11插入设置于定子法兰6b上的安装保持架6c，以使中间齿轮11的大径齿11a与转子旋转轴的外齿7c(参照图1)啮合。而且，在中间齿轮11的两端面上分别预先固定轴承12a(参照图1)、12b。接下来，从开设在安装保持架6c上的插入孔6e，把插入轴13插入到中间齿轮11的轴承12a、12b中。最后，把该插入轴13用螺钉6f等固定在安装保持架6c上。

通过以上的结构来描述本装置的工作示例。借助于定子法兰6a、6b，定子5被固定在车轴2上。这里，如果控制驱动用电动机的旋转，则转子7旋转，转子旋转轴7b相对于车轴2进行旋转。如果转子旋转轴7b旋转，则形成在转子旋转轴7b上的外齿7c(齿数w)进行旋转，与外齿7c啮合的大径齿11a(齿数x)以w/x的比率进行减速旋转。同时，因为小径齿11b(齿数y)也进行旋转，所以与小径齿11b啮合的内齿10(齿数z)以y/z的比率进行溅速旋转。因此，转子7的旋转以(w/x)·(y/z)的溅速比进行溅速，从而形成有内齿10的轮毂1相对于车轴2进行旋转。

接着，如果驱动用电动机停止旋转，轮毂1和转子7b继续一同自由旋转。这时，转子7的旋转可以利用于再生制动。另外，如果轮毂1的左右任意一侧安装链轮并卷绕来自脚踏板部的链条，则作为对依靠人力而产生的推力进行辅助的电动助力自行车就可以动起来。

因为根据以上的结构，就可以使减速器的中间齿轮11以及作为其安装部分的安装保持架6c和电动机的定子法兰6b一体化，所以，在能够实现简单化、小型化的同时，轮毂1能够以简单的构造安装在车轴2上，从而能够提高强度和可靠性。另外，因为通过插入轴13的插入就将减速器组装起来，所以，减速器的组装也变得容易。再有，把轮毂1分为两部分并直接切削螺纹，通过螺纹结合就能够使其一体化，因此消除了因通过法兰等以螺母结合而产生的无效空间，并且，对于雨水、尘埃等的密封变得容易。

另外，来自线圈5a的引出线、来自转子位置传感器8的引出线等，从转子7b和定子法兰6a之间的在车轴2上开设的通线口2c通过在车轴2内部开设的中空状的配线孔2b，从导出口2d向定子法兰6a的外部引出，所以，避开驱动用电动机的旋转和轮毂1的旋转的干涉而将轮毂1内的配线向外部引出，并且，能够将轮毂1可旋转地安装在车轴2上。

【实施例2】

图4是表示作为本实用新型的实施例2的电动车用电动机装置的机械结构的车轴方向的剖面图。本实施例的电动车用电动机装置，因为除了减速器的结构以外，都与实施例1的结构相同，所以，对相同的部分赋予和实施例1相同的符号并省略其说明，只对不同点进行说明。本实施例与实施例1不同点是减速器的齿轮的结构不一样。

本实施例的齿轮的结构是，把与外齿7c啮合的中间齿轮14只作为实施例1的大径齿，将与该中间齿轮14啮合的内齿15在轮毂主体1a的内面上直接形成或者嵌入。当轮毂与实施例1的轮毂直径相同时，因为减速比变小，所以适合于电动机的功率较大的情况，或者电动机的直径以及轮毂的直径较大的情况。

以上，通过附图对本实用新型的实施例进行了详细的说明，但是，具体的结构并不只限于本实施例，在不脱离本实用新型的要点的范围内，即使具有设计变更等，也仍包含在本实用新型之内。例如，在上述的实施例中，介绍了适用于自行车后轮的例子，但是，因为已经小型化，所以也可以容易地适用于前轮。另外，还可以适用于前轮和后轮两方，而在三轮的情况下，也可以适用于平行的两个轮子上。还有，在各实施例的电动车用电动机装置中，介绍了使用一个与内齿啮合的中间齿轮的例子，但是，也可以将2个至3个那样多个中间齿轮呈同心圆状等间隔配置并进行使用。

工业应用的可能性

本实用新型不仅适用于两轮、三轮的电动摩托车以及两轮、三轮电动自行车，而且，还可适合在两轮、三轮电动助力自行车、电动轮椅等其它电动车上广泛使用。

Claims (5)

1、一种电动车用电动机装置，具有将驱动用电动机和减速器内置在轮毂内的构造，其特征在于，将上述轮毂的两端可旋转地安装在电动车的车轴上，上述驱动用电动机的定子的固定部固定在上述车轴上，并且转子可旋转地安装在上述车轴上，中间齿轮可旋转地保持在上述定子的固定部上，上述中间齿轮与上述转子表面的外齿和上述轮毂内面的内齿啮合，由此构成上述减速器。

2、如权利要求1所述的电动车用电动机装置，其特征在于，上述中间齿轮由插入轴可旋转地支撑在安装保持架上，该安装保持架设置于上述定子的固定部上，并且该插入轴固定在上述安装保持架上。

3、如权利要求1或2所述的电动车用电动机装置，其特征在于，上述轮毂是由主体部和除此之外的盖部构成，该主体部具有车轮安装部且端面可旋转地安装在上述车轴上，该盖部的端面可旋转安装在上述车轴上，并且，上述主体部和盖部被螺纹结合起来。

4、如权利要求1或2所述的电动车用电动机装置，其特征在于，来自上述定子的引出线，从上述轮毂内通过在上述车轴上开设的中空部，向外部引出。

5、如权利要求3所述的电动车用电动机装置，其特征在于，来自上述定子的引出线，从上述轮毂内通过在上述车轴上开设的中空部，向外部引出。

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