JP2007006648A

JP2007006648A - ホイールモーター

Info

Publication number: JP2007006648A
Application number: JP2005185222A
Authority: JP
Inventors: Mao Fenshan; マオフェンシャン; Pin Too Kii; ピントーキー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2007-01-11

Abstract

【課題】同様な体積で、出力がより大きく、回転速度がわりに低く（減速比がわりに低い）しかも効率の高いホイールモーターを提供する。
【解決手段】一本のモーター軸、この軸は固定して回らない、ベアリングにより前記モーター軸と繋がっている一本のホイールシェル；一つの上記モーター軸と固定的に繋がっているコイル付のモーター固定子；その特徴は、次の部品を含む：一つのモーター外回転子；及び一つの遊星減速歯車伝動機構、それは一つの太陽歯車と、幾つかの遊星歯車と、歯車輪と、遊星ラックを含め、上記モーター外回転子は太陽歯車と固定連結し、上記遊星歯車はホイールシェルの回転を駆動している。
【選択図】図１

Description

本発明は、モーターに関するものであり、特に、モーターが直接的にホイールの回転を駆動するホイールモーターに関する。

従来、モーターでホイールの回転を駆動するモーター（ホイールモーター）は広く電動車及びにその他の回転機構に応用されている。ある既存のホイールモーターはモーターの外回転子で直接的にホイールシェルを駆動するのであるが、モーターの回転速度がわりに低いため、一般に、モーターの体積がわりに大きく、トルクが小さい。また、あるホイールモーターは高速モーターを採用し、減速機構例えば遊星減速歯車伝動機構を通じて、ホイールシェルの回転を駆動する。しかし、常規の内回転子のモーターを採用するため、モーターの軸が減速機構と繋がり、このようなモーターの固定子のコイルが外周にあり、回転子は内回転子であり、すきま丸の直径はより小さく、単位重さ（体積）の出力をさらに増大することができなく、あるいはもっと高い回転速度を採用することによりこの目的を達成しようとすると、また技術の難しさと効率の降下をもたらす。

本発明の解決しようとするの技術的課題は、同様な体積で、出力がより大きく、回転速度がわりに低く（減速比がわりに低い）しかも効率の高いホイールモーターを提供することにある。

上記目的を実現するために、本発明の提供するホイールモーターは次の部品を含み、即ち：
一本のモーター軸、この軸は固定して回らない、
ベアリングにより前記モーター軸と繋がっている一本のホイールシェル；
一つの上記モーター軸と固定的に繋がっているコイル付のモーター固定子；
その特徴は、次の部品を含む：
一つのモーター外回転子；及び
一つの遊星減速歯車伝動機構、それは一つの太陽歯車と、幾つかの遊星歯車と、歯車輪と、遊星ラックを含め、上記モーター外回転子は太陽歯車と固定連結し、上記遊星歯車はホイールシェルの回転を駆動している。

更に、遊星車輪の回転軸は一つの遊星ラックに固定され、前記遊星ラックはモーター軸と固定連結される。

また更に、本発明の提供するホイールモーターの前記歯車輪と前記ホイールシェルは一つの片方向クラッチにより接続している。

また、固定子コアの溝は変わる断面方式を採用し、モーターの比出力をいっそう高めた；前記歯車輪の開口側に前記歯車輪に固定された一つの歯車輪蓋があることにより、機構が信頼できる潤滑があるようにした。

本発明の提供するホイールモーターは、外回転子のモーターを採用したため、外回転子は、直接的に減速機構と繋がっているから、回転する際に、単位重さ（体積）の出力パワーはわりに大きく、その他の同様な出力のホイールモーターと比べると、体積が小さく、とっても高い使用価値を持つ。また、電動自転車に用いる際に、電力を使い切れる場合に、あるいは電力を省くために人力で駆動する場合に、遊星減速歯車伝動機構とモーターの外回転子は回ることがないから、ホイールシェルを駆動するために必要とする力を大いに減らし、このホイールモーターを採用した電動自転車の使用を更に便利にすることができる。

次に図面に基づいて本発明の実施例に対して詳しい説明を行う。

図1に示すように、本発明の提供するホイールモーターはモーター軸1、モーターの固定子（コイル付）2、モーターの外回転子3、太陽輪5、遊星輪6、遊星ラック8、歯車輪9、片方向クラッチ10とホイールシェル11を含める。モーター軸1は固定され、モーターの固定子2はモーター軸1と固定される。モーターの外回転子3はベアリング31を介してモーター軸1と繋がる。モーターが起動する際に、モーターの外回転子3が回転する。モーターの外回転子3が太陽輪5と繋がることにより、太陽輪5を回転駆動する。太陽輪5と、遊星輪6と、遊星ラック8とが一つの遊星減速歯車伝動機構を構成する。遊星輪6の回転軸61が遊星ラック8に固定され、遊星ラック8がモーター軸と固定される。歯車輪9は、皿の形であり、一つの内歯車91を有し、この内歯車91により遊星輪6とかみ合い、これにより遊星輪6は歯車輪9の回転を駆動することができる。歯車輪9が片方向クラッチ10を通じて、ホイールシェル11と接続される。ホイールシェル11はベアリング111によりモーター軸1と繋がる。

片方向クラッチ10は、通常の片方向クラッチを採用することができ、歯車輪9を１つの方向だけでホイールシェア11を駆動することができ、歯車輪9を回す時、歯車輪9はホイールシェア11と繋がり、歯車輪9を回転することにより、ホイールシェア11の回転を駆動することができる。その反対に、ホイールシェア11を回す時、ホイールシェア11と歯車輪9は分離して、ホイールシェア11は歯車輪9の回転を駆動しない。当実施例の片方向クラッチ10はラチェット構造を採用し、外輪101と内輪102を含める。内輪102に二つの爪（示していない）がある。外輪101は内歯のあるラチェットあでる。上記爪は上記内歯とかみ合うことができ、片方向の回転を保証することができる。上記内輪102は歯車輪9と固定連結され、外輪101はホイールシェア11と固定連結される。

図2を参照し、歯車輪9の左側（開口側）に一つの歯車輪蓋91があり、この歯車輪ふた91は碗の形で、側面911と底面912があり、中央に一つの孔913がある。側面911は歯車輪9の外周円に固定され、底面912は歯車輪9の左側面と平行し、しかも距離はとても近く、1−2ミリメートルぐらいである。

また、密封性能をいっそう高めるために、前記歯車輪蓋の外表面と隣接の部品（例えモーターのケース）の間に一つのシールリング913があって、いっそう潤滑油脂の漏れを防止することができる。

また、従来の普通のモーターの固定子は、複数枚のケイ素鋼板のコアを採用してコイルを巻き、図3と図4に示すように、従来のケイ素鋼板161の周辺に欠き口付けの溝があり、この溝に巻いたコイル162を収納する。すべてのケイ素鋼板161の上記孔が同じであるため、コイル162全体の巻いた部分の横の断面は長方形であるために、4つの直角Cがあり、コイルの線がいつも一定の硬度があるため、このように、巻き付く際に、必ず上記長方形の両側（面）に一定の隙間F、Gを形成し、上述の隙間により、モーターの回転子あるいは固定子の生じた磁力の感応が減少し、モーターの効率、出力はある程度の損害を受ける。

モーターの効率を高めるために、本発明はケイ素鋼板を基本型ケイ素鋼板と変形ケイ素鋼板に分け、図5、図6、図7と図8に示したように、本発明のホイールモーターはカバーと、回転子と、固定子とを含み、固定子はケイ素鋼板から畳んで構成される。基本型ケイ素鋼板211（図5を参照）と若干の変形ケイ素鋼板212、モーターの固定子12はケイ素鋼板から畳みされる。前記ケイ素鋼板は幾つかの基本型ケイ素鋼板211（図５を参照）と幾つかの変形ケイ素鋼板212（図６を参照）を含め、その中に、基本型ケイ素鋼板211はわりに多く、それらはモーターの磁気感応の主体を構成し、基本型ケイ素鋼板211と変形ケイ素鋼板212の周りに幾つかの欠き口付けの溝を設けている。この欠き口付けの溝は各種の形に形成することができ、通常は図3のような形にする。変形ケイ素鋼板212の上記周辺にある欠き口付けの溝は基本型ケイ素鋼板211の孔より大きい。上記ケイ素鋼板の欠き口から構成した2つの溝の間にコイル222を巻いてある。その中に、基本型ケイ素型鋼211は主体221の中央に配置され、両側にはそれぞれに変形ケイ素鋼板を設けている。このように、主体221の端面図は図7のようになる。コイルを巻いてある時、図8に示したように、主体221の4つの角で１つの移行段Eを形成し、コイルを上手に珪素鋼片に巻かせることができ、かつほとんど密着することができ、コイルの体積を小さくすると共に、モーターの回転子あるいは固定子の生じた磁力を増大させ、モーターの効率も高まる。

図9を参照し、本発明のモーターの固定子12の他の実施例に示したものと第1の実施例に示したものとの区別は、変形ケイ素鋼板212を欠き口の大きさが異なっている幾つかのグループに分け、かつ主体の両端から、これらグループの欠き口付けの溝の寸法が大きいから小さいまで絶えず変化していることにある。そうすると、主体221の4つの角により良い移行段を形成することができ、コイルを更に上手に珪素鋼片に巻かせるようにすると共に、ケイ素鋼板に密接させることにより、いっそうモーターの効率を高めることができる。

上記実施例の記載は本発明の保護範囲に対する制限ではなく、当分野の技術者にとって、上述の実施例を基礎に、多種の変化を行うことができ、その保護の範囲は権利請求の範囲に限定される。

本発明の提供するホイールモーターの構造概略図である。本発明の提供するホイールモーターの遊星減速歯車伝動機構の構造概略図である。既存のモーター用鋼板の主体の構造概略図である。図3のA-A断面図である。本発明のホイールモーターのモーターの基本型ケイ素鋼板の概略図である。本発明のホイールモーターの固定子の変型ケイ素鋼板の概略図である。本発明のホイールモーターのモーターのケイ素鋼板の主体の端面図である。本発明の実施例のコイルを巻いたケイ素鋼板の概略図である。本発明の他の実施例のコイルを巻いたケイ素鋼板の概略図である。

符号の説明

１モーター軸
２モーターの固定子
３モーターの外回転子
５太陽輪
６遊星輪
８遊星ラック
９歯車輪
１０片方向クラッチ
１１ホイールシェル

Claims

固定して回らないモーター軸と、
ベアリングにより前記モーター軸と繋がっているホイールシェルと、
前記モーター軸と固定的に繋がっているコイル付のモーター固定子とを備えるホイールモーターにおいて、
モーターの外回転子、及び
太陽歯車と、幾つかの遊星歯車と、歯車輪と、遊星ラックとを含む遊星減速歯車伝動機構をさらに備え、
前記モーター外回転子は太陽歯車と固定連結し、前記遊星歯車はホイールシェルの回転を駆動することを特徴とするホイールモーター。
前記遊星歯車の回転軸は前記遊星ラックに固定され、前記遊星ラックはモーター軸と固定連結していることを特徴とする請求項１記載のホイールモーター。
前記歯車輪と前記ホイールシェルは一つの片方向クラッチにより接続していることを特徴とする請求項１記載のホイールモーター。
碗状の前記歯車輪の開口側に、その周縁が前記歯車輪に固定され、しかも遊星歯車と一定の隙間を維持する歯車輪蓋があることを特徴とする請求項１記載のホイールモーター。
前記歯車輪蓋の外面と近くのモーターの回転子の間にシールリングが設けられていることを特徴とする請求項４記載のホイールモーター。
前記モーター固定子のコアはケイ素鋼板から構成され、ケイ素鋼板の周辺に幾つかの欠き口付けの溝があり、上記溝の間にコイルが巻いてあり、前記ケイ素鋼板は幾つかの基本型のケイ素鋼板と幾つかの変型ケイ素鋼板があり、基本型鋼板は固定子の主体を構成し、主体の両端にそれぞれ幾つかの変形ケイ素鋼板があり、変形ケイ素鋼板の周辺にある欠き口付けの溝は基本型鋼板より大きく、はしご状の断面の溝を形成したことを特徴とする請求項１記載のホイールモーター。
前記変形ケイ素鋼板は幾つかのグループに分けられ、主体の両端から、これらの欠き口付けの溝のサイズは大きいから小さいまで絶えず変化して、断面が中断なく変わっている溝を形成したことを特徴とする請求項６記載のホイールモーター。