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CN101320927A - 电动马达及变速装置 - Google Patents

电动马达及变速装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电动马达及变速装置，电动马达定子轴、转子轴、变速机轴和动力输出轴均为空心轴，并分别由轴承支撑在通轴上，通轴由轴承支撑可以正、反向自由转动，在变速机的里面或外面固定连接有离合器，动力输出轴的一端与离合器连接，另一端固定连接有链轮，动力输出轴孔内和通轴的一端装有单向轴承或单向离合器，在电动马达外壳端盖里面或外面的通轴上固定有助力传感器，通轴的两端固定有脚踏曲柄和脚蹬。其优点是：体积小、重量轻、结构简单，启动转矩大、载荷能力强，省电续行里程长，应用范围广，可广泛应用于助力车、电动摩托车、电动三轮车、电动汽车、混合动力汽车、混合动力摩托车、动力机车、船只、航天器具和动力机械等领域。

Description

电动马达及变速装置
技术领域
本发明涉及一种电动马达，特别是涉及一种带有通轴、单向轴承和助力传感器且通轴在轴承支撑下可以前、后自由转动的电动马达及变速装置。
背景技术
众所周知，日前，市面上出售的电动马达，其电动马达轴是固定在转子或定子轴上不能前、后自由转动，特别是电动马达用在电动助力车上时，电动马达及变速机轴与电动助力车脚踏中轴不同轴，使人工脚踏骑行与电动马达驱动无法和谐统一，其电动马达轴上又无法安装助力传感器，使电动马达体积大、结构复杂、效率低，不便于安装和节能。
发明内容
本发明的主要目的在于克服以上不足而提供一种体积小、扭矩大、带助力传感器、效率高和节能的电动马达及变速装置。
本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是：一种电动马达及变速装置，它包括由电动马达定子、转子、轴和电动马达外壳构成的电动马达、变速机、链轮、脚踏曲柄和脚蹬，其特征在于：电动马达定子轴7、转子轴8、变速机17轴和动力输出轴16均为空心轴，定子轴7、转子轴8、变速机17和动力输出轴16分别由轴承支撑且通过卡簧固定在通轴1上，电动马达外壳端盖2和端盖11分别由螺丝4固定在电动马达外壳10上成为一体，其分别由轴承19和轴承14支撑在通轴1和动力输出轴16上，轴承19由卡簧18和卡簧20轴向固定，电动马达定子通过键销6固定在电动马达外壳端盖2上，电动马达转子轴8的一端与变速机17固定连接，变速机17内带有离合器9，离合器9与变速机17内的变速装置固定连接成一体，离合器9与动力输出轴16的一端连接，动力输出轴16的另一端固定连接有链轮12，链轮12由锁紧螺母13固定，动力输出轴16孔内和通轴1的一端装有单向轴承15，助力传感器21固定在通轴1上，其信号传感元件5固定在电动马达外壳端盖2上，助力传感器21由卡簧22和卡簧23轴向固定，电动马达定子输出线3从电动马达外壳内引出，通轴1与电动马达外壳端盖轴孔之间装有密封圈，通轴1的两端固定有脚踏曲柄和脚蹬。
本发明还可以采用如下技术措施：
所述的电动马达是①外转子式的即定子套在电动马达转子的内腔里面与外壳端盖连接成一体，②盘式的单转子或双转子即定子安装在电动马达转子的轴向一侧或中间与外壳连接成一体，③内转子式的即定子套在电动马达转子外面与外壳连接成一体其中之一种。
所述的离合器9或用棘轮机构代替且可放置在变速机17的外面由销钉24与动力输出轴16连接成一体。
所述的单向轴承15或用单向离合器代替。
所述的变速机17是1-10级的行星齿轮传动、谐波齿轮传动或摆线齿轮传动。
所述的通轴1或是半轴式的，并通过轴承支撑可以正、反向自由转动。
所述的电动马达用2-30个串接在一起同步运转。
所述的2-30个串接在一起的电动马达中1-15个可以改成发电机联合使用，且同步运转。
所述的助力传感器21是固定在电动马达外壳端盖2的里面或固定在电动马达外壳端盖2的外面。
所述的助力传感器21是电磁传感器或力矩传感器。
本发明具有的优点和积极效果是：体积小、重量轻、结构简单，启动转矩大、载荷能力强，省电续行里程长，应用范围广，可广泛应用于助力车、电动摩托车、电动三轮车、电动汽车、混合动力汽车、混合动力摩托车、动力机车、船只、航天器具和动力机械等领域。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明离合器放置在变速机外面的结构示意图。
图3是本发明助力传感器固定在电动马达外壳端盖外面的结构示意图。
图1-图3中：1.通轴；2.外壳端盖；3.定子输出线；4.螺丝；5.信号传感元件；6.键销；7.定子轴；8.转子轴；9.离合器；10.电动马达外壳；11.外壳端盖；12.链轮；13.锁紧螺母；14.轴承；15.单向轴承；16.动力输出轴；17.变速机；18.卡簧；19.轴承；20.卡簧；21.助力传感器；22.卡簧；23.卡簧。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1及图3。
实施例1：以电动自行车为例加以说明。
如图1、图3所示：电动驱动马达定子轴7、转子轴8、变速机17轴和动力输出轴16均为空心轴，定子轴7、转子轴8、变速机17和动力输出轴16分别由轴承支撑且通过卡簧固定在通轴1上，电动马达外壳端盖2和端盖11分别由螺丝4固定在电动马达外壳10上成为一体，其分别由轴承19和轴承14支撑在通轴1和动力输出轴16上，轴承19由卡簧18和卡簧20轴向固定，电动马达定子通过键销6固定在电动马达外壳端盖2(或外壳10)上，电动马达转子轴8的一端与变速机17固定连接，变速机17内带有离合器9，离合器9与变速机17内的变速装置固定连接成一体，离合器9与动力输出轴16的一端连接，动力输出轴16的另一端固定连接有链轮12，链轮12由锁紧螺母13(或卡簧)固定，动力输出轴16孔内和通轴1的一端装有单向轴承15(或用单向离合器代替)，助力传感器21(电磁传感器或力矩传感器)固定在通轴1上，其信号传感元件5固定在电动马达外壳端盖2上，助力传感器21(电磁传感器或力矩传感器)由卡簧22(或键销)和卡簧23轴向固定，电动马达定子输出线3从电动马达外壳内引出，通轴1与电动马达外壳端盖轴孔之间装有密封圈，通轴1的两端固定有脚踏曲柄和脚蹬。本实施例中使用的变速机17是1-10级的行星齿轮传动、谐波齿轮传动或摆线齿轮传动，变速机17根据需要为电动马达增速或减速。使用时，定子7固定在电动马达外壳端盖2(或外壳10)上不动，通轴1(或是半轴式的)在轴承的支撑下可以正、反向自由转动，此时通轴1既作为电动马达和变速机的支撑轴(电动马达和变速机为同轴)又作为电动自行车的中轴使用，且通轴1两端固定有脚踏曲柄和脚蹬，动力输出轴16上固定连接有电动自行车链轮12，当电源控制信号开关转动时，定子输出线3有电流通入，定子7线圈中产生旋转磁场，转子8在旋转磁场的作用下带动变速机17转动变速，变速机17内部的离合器9上装有传动轮齿，离合部与动力输出轴16连接，此时离合器9自动闭合，带动动力输出轴16输出动力，电动自行车链轮12转动，电动自行车前进，但此时通轴1和电动自行车脚踏曲柄、脚蹬不转动；当电源控制信号开关不转动，人工脚踏骑行时，由于通轴1上固定的助力传感器21(电磁传感器或力矩传感器)也随之转动，其信号传感元件5产生电控制信号，定子输出线3有电流通入，电动马达转子8转动，带动变速机17转动变速，其离合器9自动闭合，带动动力输出轴16和链轮12转动，电动自行车人工脚踏助力前进，实现助力骑行的目的；反之，当电动自行车断电时，用脚蹬车时，离合器9脱开，通轴1通过单向轴承15(或用单向离合器代替)带动动力输出轴16和链轮12转动，电动自行车人工脚踏前进。本实施例中电动马达定子输出线3和信号传感元件5信号线可以从电动马达外壳端盖2或外壳10上引出，在电动马达外壳端盖2和端盖11孔内的通轴1上分别装有密封圈，电动马达还可以2-30个串接在一起同步运转助力，增加转矩，提高效率，减低运行电流，延长续行里程。
本发明还可以采用如下方案，该驱动马达可以串接多个一般为2-30个，并且，还可将其中的1-15个驱动马达改成发电机联合使用，且同步运转。驱动马达带动发电机一同运转，发电机发电给蓄电池充电或驱动马达供电或给其它用电负载供电。另外，用脚蹬车时，通轴1转动并带动发电机一同运转发电，给蓄电池充电或给驱动马达供电或给其它用电负载供电。
其优点是：体积小、重量轻、结构简单，启动转矩大、载荷能力强，省电续行里程长，应用范围广，可广泛应用于助力车、电动摩托车、电动三轮车、电动汽车、混合动力汽车、混合动力摩托车、动力机车、船只、航天器具和动力机械等领域。
实施例2：以电动自行车为例加以说明。
如图2所示：电动马达定子轴7、转子轴8、变速机17轴和动力输出轴16均为空心轴，定子轴7、转子轴8、变速机17、离合器9和动力输出轴16分别由轴承支撑固定在通轴1上，离合器9独立放置在变速机17的外面并与变速机17输出轴连接，由销钉24与动力输出轴16连接成一体，动力输出轴16的另一端固定连接有链轮12，链轮12由锁紧螺母13(或卡簧)固定，动力输出轴16孔内和通轴1的一端装有单向轴承15(或用单向离合器代替)，助力传感器21(电磁传感器或力矩传感器)固定在通轴1上，其信号传感元件5固定在电动马达外壳端盖2上，助力传感器21(电磁传感器或力矩传感器)由卡簧22(或键销)和卡簧23轴向固定，电动马达定子输出线3从电动马达外壳内引出，通轴1的两端固定有脚踏曲柄和脚蹬。本实施例中使用的变速机17是1-10级的行星齿轮传动、谐波齿轮传动或摆线齿轮传动，变速机17根据需要为电动马达增速或减速。其工作原理和使用方法及优点同实施例1完全相同。但此时，电动马达转子轴8转动，带动变速机17转动变速，变速机17输出轴带动离合器9和动力输出轴16及链轮12转动，电动自行车前进。
其优点是：体积小、重量轻、结构简单，启动转矩大、载荷能力强，省电续行里程长，应用范围广，可广泛应用于助力车、电动摩托车、电动三轮车、电动汽车、混合动力汽车、混合动力摩托车、动力机车、船只、航天器具和动力机械等领域。

Claims (10)

1.一种电动马达及变速装置，它包括由电动马达定子、转子、轴和电动马达外壳构成的电动马达、变速机、链轮、脚踏曲柄和脚蹬，其特征在于：电动马达定子轴(7)、转子轴(8)、变速机(17)轴和动力输出轴(16)均为空心轴，定子轴(7)、转子轴(8)、变速机(17)和动力输出轴(16)分别由轴承支撑且通过卡簧固定在通轴(1)上，电动马达外壳端盖(2)和端盖(11)分别由螺丝(4)固定在电动马达外壳(10)上成为一体，其分别由轴承(19)和轴承(14)支撑在通轴(1)和动力输出轴(16)上，轴承(19)由卡簧(18)和卡簧(20)轴向固定，电动马达定子通过键销(6)固定在电动马达外壳端盖(2)上，电动马达转子轴(8)的一端与变速机(17)固定连接，变速机(17)内带有离合器(9)，离合器(9)与变速机(17)内的变速装置固定连接成一体，离合器(9)与动力输出轴(16)的一端连接，动力输出轴(16)的另一端固定连接有链轮(12)，链轮(12)由锁紧螺母(13)固定，动力输出轴(16)孔内和通轴(1)的一端装有单向轴承(15)，助力传感器(21)固定在通轴(1)上，其信号传感元件(5)固定在电动马达外壳端盖(2)上，助力传感器(21)由卡簧(22)和卡簧(23)轴向固定，电动马达定子输出线(3)从电动马达外壳内引出，通轴(1)与电动马达外壳端盖轴孔之间装有密封圈，通轴(1)的两端固定有脚踏曲柄和脚蹬。
2.根据权利要求1所述的电动马达及变速装置，其特征在于：所述的电动马达是①外转子式的即定子套在电动马达转子的内腔里面与外壳端盖连接成一体，②盘式的单转子或双转子即定子安装在电动马达转子的轴向一侧或中间与外壳连接成一体，③内转子式的即定子套在电动马达转子外面与外壳连接成一体其中之一种。
3.根据权利要求1所述的电动马达及变速装置，其特征在于：所述的离合器(9)或用棘轮机构代替且可放置在变速机(17)的外面由销钉(24)与动力输出轴(16)连接成一体。
4.根据权利要求1所述的电动马达及变速装置，其特征在于：所述的单向轴承(15)或用单向离合器代替。
5.根据权利要求1所述的电动马达及变速装置，其特征在于：所述的变速机(17)是1-10级的行星齿轮传动、谐波齿轮传动或摆线齿轮传动。
6.根据权利要求1所述的电动马达及变速装置，其特征在于：所述的通轴(1)或是半轴式的，并通过轴承支撑可以正、反向自由转动。
7.根据权利要求1所述的电动马达及变速装置，其特征在于：所述的电动马达用2-30个串接在一起同步运转。
8.根据权利要求1所述的电动马达及变速装置，其特征在于：所述的2-30个串接在一起的电动马达中1-15个可以改成发电机联合使用，且同步运转。
9.根据权利要求1所述的电动马达及变速装置，其特征在于：所述的助力传感器(21)是固定在电动马达外壳端盖(2)的里面或固定在电动马达外壳端盖(2)的外面。
10.根据权利要求1所述的电动马达及变速装置，其特征在于：所述的助力传感器(21)是电磁传感器或力矩传感器。
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