CN201388138Y - 磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机 - Google Patents

Abstract

一种磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机，由轮毂外壳、缸筒式轮毂轴、外转子扁平无刷电机、外转子齿轮离合器、包箍式齿轮支架、传动齿轮、大齿圈、电机齿轮、离合传动轴、传动活塞、传动销钉、镙帽式离合手柄等组成，它是在轮毂轴中部设有缸筒与活塞，轴右侧是扁平无刷电机，左侧包箍支架上传动齿轮与轮毂大齿圈啮合，轮轴左端设有离合手柄，手柄在轴孔里连接传动轴，传动轴在缸筒内连接传动活塞和传动销钉，外转子端盖电机齿轮在轴上能左右移动，是利用电机磁力回位的手动齿轮离合器。本实用新型既有低速轮毂电机简单、可靠、成本低的优点，又有高速轮毂电机重量轻、效率高的性能，既能在电动行驶时，实现反充电的柔性刹车功能，又能在没电自行时，像自行车一样轻松滑行，有效解决现有轮毂电机驱动离合不可控制所造成的矛盾。

Description

磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机

所属技术领域

本实用新型涉及一种电动自行车的轮毂电机，概述地说是一种简易齿轮减速机抅具有手动齿轮离合功能的高速无刷轮毂电机。

背景技术

目前，市场现有电动车使用较多的是一种大轮毂低速无刷电机，它以结构简单，成本低，可靠性好的优势成为了主流产品，但是它并非十全十美，首先它只适合转速高的小轮电动车，用于转速低的大轮车就不能高效工作了，迫使其轮毂越做越大，其次它是直接驱动，没有滑行功能，没电骑行就十分沉重，另外它仍然存在笨重，过载能力差等缺点，仍然达不到高速电机的性能指标。那么，为什么高速无刷轮毂电机没能成为市场主流呢？主要因为这种轮毂电机普遍选用行星齿轮减速和超越离合器，其结构复杂、成本高、齿轮和超越离合器易损等缺点，阻碍了它的发展，其次是它只有滑行功能，没有反充电的柔性刹车功能，不能将刹车、减速、或下坡滑行时产生的能量反馈给蓄电池。

发明内容

为了克服现有低速和高速无刷轮毂电机的不足，为了推动轮毂电机向更先进的目标发展，本实用新型推出一种磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机，该轮毂电机不仅具有高速轮毂电机效率高、重量轻的优点，还具有低速轮毂电机结构简单、成本低、可靠性高的优点，不仅具有更好的滑行功能，还具有反充电的柔性刹车功能，它有效地解决了现有低速和高速轮毂电机存在的驱动离合不可控制所造成的矛盾。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是由轮毂外壳、缸筒式轮毂轴、外转子扁平无刷电机、外转子齿轮离合器、大齿圈、包箍式齿轮支架、传动齿轮、电机齿轮、离合传动轴、传动活塞、传动销钉、镙帽式离合手柄等组成。

其结构特点是：在轮毂圈内左端设有大齿圈，轮毂圈两端装有左右轮毂端盖，左端盖中部设有一体化制动盘，制动盘中部设有轴承架及轴承，右端盖中部设有右轴承架及轴承，左右轴承内装有缸筒式轮毂轴，该轴是由左轮轴、电机轴、和右轮轴依次组成，电机轴中心制成缸筒，缸筒内设有传动活塞，活塞右端设有传动销钉，左端连接传动轴，在缸筒前后端制有长孔，传动销钉穿过前后长孔，销钉前后端紧靠电机右轴承内圆，並且能在前后长孔内左右移动，电机轴缸筒左端与左轮轴右端紧配安装，左轮轴中心是传动轴孔，传动轴左端设有镙帽式离合手柄，拧在左轮轴镙杆上，电机轴右端是与之一体的右轮轴，右轮轴中心是穿线孔，电机轴右端紧配合安装轴套，轴套上设有斜孔，与穿线孔连通，轴套右端焊接盘形电枢支架，支架外圆装有电枢铁心，铁心齿牙上设有三个位置不同的霍尔传感器，铁心线槽内绕制三相电枢线圈，电机轴中部设有左右电机轴承和轴承架，轴承架左端紧配安装电机齿轮，右端焊接电机外转子端盖，端盖外圆设有导磁圈，导磁圈内设有若干强永磁体，在电机轴左端设有包箍式齿轮支架，支架中部制有包箍孔，与电机轴松配安装，支架下方设有包箍卡头及夾紧镙钉，支架上端设有短轴，短轴上装有轴承和传动齿轮，该齿轮与轮毂圈上大齿圈和电机齿轮准确啮合。

所述的外转子齿轮离合器就是外转子扁平无刷电机本身，外转子端盖电机齿轮在电机轴上能左右移动，它是利用电机转子与定子之间的磁力使电机端盖齿轮向右回位的手动齿轮离合器。

本实用新型的有益效果是：本轮毂电机采用最简单的减速机构，用它解决各种轮径尤其是大轮径电动车低转速运行电机效率低的问题，整机性能指标和现有高速轮毂电机一样，但成本降低，可靠性提高，因为它省去了三个行星齿轮和超越离合器，增加一个传动齿轮和支架，非常简单，共用三个齿轮，並且都是2模的大齿牙齿轮，大大提高了齿轮强度，延长了寿命。

采用可控离合器代替超越离合器，其好处是：手动电机齿轮与传动齿轮啮合，电动车电动行驶没有滑行功能，有柔性刹车功能，既能安全行驶，又能将刹车、减速、或下坡滑行时电机产生的能量反馈给蓄电池，在没电人力自行时，手动电机齿轮与传动齿轮分离，还能像自行车一样轻松滑行，有效地解决现有低速和高速轮毂电机驱动离合不可控制造成的矛盾。

该轮毂外壳和扁平无刷电机等贵重部件可直接利用市场现有零部件制造，齿轮和轮毂轴容易生产，整机成本和重量都很低。

总之，本轮毂电机结构设计简单、合理、可靠、有效，与现有低速和高速无刷轮毂电机相比有显著的优越性，可以这么说，选用本实用新型的技术方案，能推动高速轮毂电机改变落后市场主流的现状，而现有低速轮毂电机的发展也不必越做越大。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明

附图是磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机剖面构造示意图

在附图中，所述的轮毂圈(1)是辐条式或者是与车轮圈一体化，圈内左端设有大齿圈(38)，轮毂圈两端装有左右轮毂端盖(22)、(19)，左端盖中部设有一体化制动盘(34)，制动盘中部设有轴承架(26)及轴承(41)，右端盖中部设有右轴承架(15)及轴承(10)，左右轴承内装有缸筒式轮毂轴(42)，该轴是由左轮轴(31)、电机轴(39)、和右轮轴(11)依次组成，电机轴中心制有缸筒(27)，缸筒内设有传动活塞(13)，活塞右端设有传动销钉(14)，活塞左端连接传动轴(40)，在缸筒前后制有长孔(23)，传动销钉穿过前后长孔，销钉前后端紧靠电机右轴承内圆，在前后长孔内能左右移动，电机轴缸筒左端与左轮轴右头紧配合安装，左轮轴中心是传动轴孔(28)，传动轴左端制有小镙帽(29)，镙帽右端设有镙帽式离合手柄(30)，装在左轮轴的镙纹上，电机轴右端是与之一体的右轮轴(11)，该轴中心制有穿线孔(12)，电机轴右端紧配安装轴套(16)，轴套上设有斜孔(9)，它与穿线孔连通。

本实用新型所述的外转子扁平无刷电机是利用过去淘汰的小轮毂低速无刷电机改制的，也可以另行设计，其结构制式不变，只是尺寸和参数改变，本文以导磁圈内径为154mm的无刷电机改制为例说明，它是轴套右侧焊接盘形电枢支架(18)，支架外圆装有电枢铁心(5)，其规格是直径147mm，36槽的无刷电机铁心，根椐功率大小的需要，铁心叠厚在10mm-20mm范围内选择，铁心齿牙上设有三个位置不同的霍尔传感器(4)，铁心线槽内绕制三相电枢线圈(21)，电机轴中部设有电机左右轴承(7)、(8)，轴承上装有轴承架(17)轴承架左端紧配安装电机齿轮(6)，右端焊接电机外转子端盖(3)，端盖外圆设有导磁圈(2)，导磁圈内设有40块强永磁体(20)，永磁体宽度要比铁心厚度宽一些，电机轴左端设有包箍式齿轮支架(33)，支架中部制有包箍孔(32)，与电机轴松配安装，支架下方设有包箍卡头(24)和夾紧镙钉(25)，支架上端设有短轴(35)，短轴上装有轴承(36)和传动齿轮(37)，该齿轮与大齿圈和电机齿轮正确啮合。

所述的外转子齿轮离合器就是外转子扁平无刷电机本身，手动镙帽式离合手柄逆时针旋动，手柄拉动传动轴、活塞和传动销钉，销钉拨动电机轴承，外转子电机端盖齿轮就向左移动，移到电机齿轮与包箍支架靠紧为止，传动齿轮与电机齿轮分离，轮毂在自由转动时阻力很小，此时电机外转子永磁体与定子上霍尔元件分离，电机便自动关机，当手柄顺时针旋动，传动轴、活塞和销钉向右移动，端盖齿轮利用电机外转子和定子之间的磁力向右自动回到原来的位置上与传动齿轮啮合，必须要注意，在轮毂转动条件下才容易啮合。

Claims (1)

1.一种磁力手动齿轮离合高速无刷轮毂电机，由轮毂圈、左右轮毂端盖、左右轮毂轴承架及轴承、缸筒式轮毂轴、外转子扁平无刷电机、外转子齿轮离合器、大齿圈、电机齿轮、传动齿轮、离合传动轴、传动活塞、传动销钉、镙帽式离合手柄等组成，其特征是：所述轮毂圈(1)是辐条式，也可以与车轮圈一体化，轮毂圈内左侧设有大齿圈(38)，轮毂圈两端是左右轮毂端盖(22)、(19)，左端盖中部是一体化制动盘(34)，制动盘中部设有轮毂左轴承架(26)及左轴承(41)，右端盖中部是右轴承架(15)和轴承(10)，左右轴承内装有缸筒式轮毂轴(42)，它是由左轮轴(31)、电机轴(39)、右轮轴(11)依次组成的，电机轴中心制有缸筒(27)，缸筒内设有传动活塞(13)，活塞右端设有传动销钉(14)，活塞左端连接传动铀(40)，在缸筒前后制有长孔(23)，销钉穿过前后长孔，销钉前后端紧靠电机右轴承内圆，并且能在前后长孔内左右移动，电机轴缸筒左端与左轮轴右头紧配合安装，左轮轴中心是传动轴孔(28)，传动铀左端是镙帽(29)，镙帽右端是镙帽式离合手柄(30)，装在左轮轴镙杆上，电机轴右端是与之一体的右轮轴(11)，右轮轴中心孔是穿线孔(12)，电机轴右端紧配安装轴套(16)，轴套制有斜孔(9)，轴套右端焊接盘形电枢支架(18)，支架外圆装有电枢铁心(5)，铁心齿牙上设有三个位置不同的霍尔传感器(4)，铁心线槽内绕制三相电枢线圈(21)，电机轴中部设有左右电机轴承(7)、(8)，和轴承架(17)，轴承架左端紧配安装电机齿轮(6)，右端焊接外转子端盖(3)，端盖外圆设有导磁圈(2)，导磁圈内设有若干强永磁体(20)，电机轴左端设有包箍式齿轮支架(33)，支架中部制有包箍孔(32)，支架下方设有包箍卡头(24)和夾紧镙钉(25)，支架上方设有短轴(35)，短轴上装有轴承(35)和传动齿轮(37)。

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