專利名稱：擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)，特別是涉及一種直接裝設(shè)于車輪中央帶動(dòng)車輪回轉(zhuǎn)的擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)。
傳統(tǒng)電動(dòng)車輪圈馬達(dá)的結(jié)構(gòu)如


圖1所示，主要包括輪殼10、馬達(dá)殼20、定子環(huán)30、轉(zhuǎn)子盤40、固定軸50和行星減速齒輪組60。這種輪圈馬達(dá)的主要目的是直接設(shè)置于車輪的中央，借助馬達(dá)殼20、定子環(huán)30和轉(zhuǎn)子盤40的馬達(dá)結(jié)構(gòu)使輪殼10回轉(zhuǎn)，以直接轉(zhuǎn)動(dòng)車輪。由于轉(zhuǎn)子盤40的出力轉(zhuǎn)速過高，必須減速后才可帶動(dòng)輪殼10回轉(zhuǎn)。常見的減速方式即設(shè)置行星減速齒輪組60，由轉(zhuǎn)子盤40的出力軸401帶動(dòng)行星減速齒輪組60的三個(gè)行星齒輪601在內(nèi)環(huán)602中公轉(zhuǎn)而獲得減速效果，使行星盤603將動(dòng)力傳給輪殼10而回轉(zhuǎn)。由于多數(shù)減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)僅能想到運(yùn)用齒輪搭配，因此上述電動(dòng)車輪圈馬達(dá)即借由行星減速齒輪組60獲得減速功能。但眾所周知的齒輪傳動(dòng)，仍有相當(dāng)多的缺陷。
1、齒輪嚙合傳動(dòng)系在節(jié)圓直徑處產(chǎn)生摩擦運(yùn)動(dòng)，因此其安裝誤差需小且必須使用大量的潤(rùn)滑油。若齒輪安裝誤差過大、油質(zhì)不適合或油量不足，齒輪的齒面極易刮傷(如圖3的A部分)，更嚴(yán)重的情形是齒面缺損(如圖3的B部分)。在這種情況下，齒輪的使用壽命均不可能長(zhǎng)久。
2、齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)極易發(fā)生撞擊現(xiàn)象，長(zhǎng)此以往其齒頂角即易損耗(如圖3的C部分)，持續(xù)撞擊更易使齒形斷裂(如圖3的D部分)，此種缺弊均可由保養(yǎng)機(jī)器所更換下來(lái)的齒輪見到。
3、齒輪作為減速機(jī)構(gòu)時(shí)，兩齒輪相嚙合的減速比不大，一般不超過1∶10(設(shè)計(jì)中對(duì)有限利用范圍考慮)，因此必須加設(shè)中間齒輪才能達(dá)到高減速比。假如預(yù)定減速比為1∶20，即需分為多段減速，且需使用數(shù)個(gè)齒輪，如此設(shè)計(jì)將使減速機(jī)構(gòu)相當(dāng)笨重繁雜，往往使減速機(jī)構(gòu)比馬達(dá)本身還大。這種減速機(jī)構(gòu)在常用的電動(dòng)車輪圈馬達(dá)中也可見到(如圖4所示)，即在轉(zhuǎn)子盤40的出力軸401′套設(shè)一主動(dòng)齒輪604′，再使主動(dòng)齒輪604′與一大齒輪605嚙合，再在大齒輪605′一側(cè)中央設(shè)一小齒輪606′，再使小齒輪606′與最終的被動(dòng)齒輪607′嚙合。如此，將使電動(dòng)車輪圈馬達(dá)內(nèi)部結(jié)構(gòu)繁雜，且增加其厚度及重量，如將其安裝在輕巧的電動(dòng)腳踏車上，則更顯突兀。
本實(shí)用新型的目的即在于設(shè)計(jì)一種擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)，以精簡(jiǎn)其減速機(jī)構(gòu)并達(dá)到高減速比，同時(shí)避免齒輪的損壞，以延長(zhǎng)電動(dòng)車輪圈馬達(dá)的整體使用壽命。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型使輪圈馬達(dá)的出力軸呈偏心狀并在偏心軸上套設(shè)一擺線齒盤，另于馬達(dá)一側(cè)固設(shè)一滾針固定環(huán)，使其內(nèi)環(huán)的滾針與擺線齒盤嚙合且滾針數(shù)比擺線齒盤圓弧槽數(shù)增加一齒節(jié)以上。當(dāng)馬達(dá)帶動(dòng)擺線齒盤時(shí)，擺線齒盤即在滾針固定環(huán)內(nèi)呈偏心嚙合狀公轉(zhuǎn)，擺線齒盤公轉(zhuǎn)一周時(shí)則因齒數(shù)較少而反向自轉(zhuǎn)一角度，借該自轉(zhuǎn)角度帶動(dòng)輪圈馬達(dá)的輪殼即可獲得高倍減速效果，且其結(jié)構(gòu)仍屬精簡(jiǎn)。以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)的技術(shù)特征作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為常見輪圈馬達(dá)的組成結(jié)構(gòu)剖面圖；圖2為常見行星齒輪嚙合狀態(tài)示意圖；圖3為常見齒輪易發(fā)缺陷立體示意圖；圖4為常見多段減速輪圈馬達(dá)的結(jié)構(gòu)剖面圖；圖5為本實(shí)用新型的立體分解結(jié)構(gòu)圖；圖6為本實(shí)用新型的組成狀態(tài)前視剖面圖；圖7為本實(shí)用新型的組成狀態(tài)側(cè)視半剖面圖；圖8、9、10、11、12為本實(shí)用新型擺線減速機(jī)構(gòu)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一圈的動(dòng)作示意圖；
圖13為本實(shí)用新型帶有兩個(gè)擺線齒盤的立體結(jié)構(gòu)圖；
圖14為本實(shí)用新型帶有兩個(gè)擺線齒盤的組合剖面圖；
圖15為本實(shí)用新型另一實(shí)施例前視組合剖面圖；
圖16為本實(shí)用新型另一實(shí)施例側(cè)視半剖面圖；
圖17為本實(shí)用新型其它實(shí)施例立體結(jié)構(gòu)圖；
圖18為本實(shí)用新型其它實(shí)施例局部剖面示意圖；
圖19為本實(shí)用新型其它實(shí)施例局部側(cè)面示意圖。
主要部件圖號(hào)說(shuō)明輪殼10，馬達(dá)殼20，定子環(huán)30，轉(zhuǎn)子盤40，出力軸401、401′，固定軸50，行星減速齒輪組60，行星齒輪601，內(nèi)環(huán)齒602，行星盤603，主動(dòng)齒輪604′，大齒輪605′，小齒輪606′，被動(dòng)齒輪607′，輪殼1，圓盤蓋11、11′，圓環(huán)12，勾孔111、111′，離合器13，軸承14，馬達(dá)2，出力軸21，偏心軸22，通孔211，固定軸3，螺紋段31、31′，開槽32，擺線減速機(jī)構(gòu)4，滾針固定環(huán)41，圓環(huán)411，滾針412，圈形支撐片413，擺線齒盤42、42′，齒槽421，凸齒422，傳動(dòng)孔423，滾動(dòng)元件424，平衡片425，減速盤43，插銷431，自潤(rùn)軸承432，凸軸433，通孔434，軸承435，滾針固定環(huán)41A，波浪形齒411A，擺線齒盤42A，波浪形齒421A，離合器5，皮帶51，保護(hù)蓋6。
參見圖5～7，本實(shí)用新型擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)主要包括輪殼1、馬達(dá)2、固定軸3和擺線減速機(jī)構(gòu)4。
輪殼1是裝設(shè)于電動(dòng)車車輪中央的中空殼體，包括兩個(gè)圓盤蓋11、11′相對(duì)夾設(shè)一圓環(huán)12，兩圓盤蓋11、11′周圍均勻設(shè)有數(shù)個(gè)勾孔111、111′，以供電動(dòng)車車輪的輪輻勾設(shè)，或直接將輪胎裝設(shè)于輪殼1周圍，并借此使輪殼1帶動(dòng)車輪回轉(zhuǎn)。其中圓盤蓋11中央固設(shè)有一離合器13(離合器13為鼓式離合器、超越式離合器、滾珠式或滾柱式離合器等)，另一圓盤蓋11′的中央設(shè)有一軸承14。
馬達(dá)2是一種安裝在輪殼1內(nèi)部的電動(dòng)馬達(dá)，可為直流馬達(dá)或交流馬達(dá)，其一側(cè)面中央延伸出一出力軸21，該出力軸21的前端帶有一段偏心軸22，出力軸21的中央形成一軸向貫穿的通孔211。
固定軸3跨設(shè)于電動(dòng)車車輪叉桿端，軸的兩端均具有螺紋段31、31′以提供螺固，軸身用于固定馬達(dá)2，軸身的一端設(shè)有一開槽32并軸向延伸于一段軸身。
擺線減速機(jī)構(gòu)4包括滾針固定環(huán)41、擺線齒盤42和減速盤43。滾針固定環(huán)41的圓環(huán)411內(nèi)環(huán)面圓周呈軸向均勻固設(shè)有若干支滾針412，各滾針412共同于一端面耦合一圈形支撐片413。擺線齒盤42呈一圓盤狀且其直徑比滾針固定環(huán)41的內(nèi)環(huán)面直徑小，擺線齒盤42圓周形成有數(shù)個(gè)圓弧齒槽421，借此構(gòu)成擺線齒盤42圓周的數(shù)個(gè)凸齒422，而擺線齒盤42盤面的偏心適當(dāng)位置處設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上傳動(dòng)孔423，若為一個(gè)以上的傳動(dòng)孔423則呈等角均勻分布，擺線齒盤42中央具有一孔以供套置一滾動(dòng)元件424，該滾動(dòng)元件424可以是軸承或自潤(rùn)軸承，擺線齒盤42一側(cè)面邊緣處還固設(shè)有一平衡片425。減速盤43呈圓盤狀，其一側(cè)盤面適當(dāng)位置處設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的插銷431，該插銷431與上述擺線齒盤42的傳動(dòng)孔423相對(duì)應(yīng)，各插銷431外圍套置一自潤(rùn)軸承432，而減速盤43的另一側(cè)盤面中央則形成一凸軸433，其中央呈軸向貫穿一通孔434以供植入軸承435。
由上述構(gòu)件組成的擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)結(jié)構(gòu)中(如圖6、圖7所示)，滾針固定環(huán)41平行固設(shè)于馬達(dá)2具有出力軸21一側(cè)并使?jié)L針固定環(huán)41恰好環(huán)繞該出力軸21。擺線齒盤42以其中央的滾動(dòng)元件424套設(shè)于出力軸21的前端偏心軸22上，因擺線齒盤42系偏心設(shè)置，故可與滾針固定環(huán)41的滾針412嚙合；而減速盤43以其一側(cè)的凸軸433穿設(shè)于圓盤蓋11的離合器13中，兩個(gè)圓盤蓋11、11′乃呈相對(duì)狀?yuàn)A固圓環(huán)12構(gòu)成輪殼1，并借此將馬達(dá)2包覆在其內(nèi)部，使減速盤43的插銷431呈偏心狀插入擺線齒盤42的各個(gè)傳動(dòng)孔423中，自潤(rùn)軸承432與傳動(dòng)孔423孔壁僅一點(diǎn)接觸。固定軸3穿過兩個(gè)圓盤蓋11、11′的離合器13和軸承14，并貫穿馬達(dá)2出力軸21中央的通孔211以及減速盤43通孔434的軸承435，使馬達(dá)2固設(shè)于固定軸3的軸身上。如此即構(gòu)成馬達(dá)2與其一側(cè)的滾針固定環(huán)41不能回轉(zhuǎn)狀態(tài)，僅出力軸21可帶動(dòng)擺線齒盤42、減速盤43及輪殼1回轉(zhuǎn)，成為本實(shí)用新型的擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)。
本實(shí)用新型的擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)，可通過固定軸3螺固于電動(dòng)車車輪的叉桿端，借此當(dāng)馬達(dá)2啟動(dòng)時(shí)，偏心軸22即帶動(dòng)擺線齒盤42與滾針固定環(huán)41內(nèi)嚙合，故擺線齒盤42反向公轉(zhuǎn)時(shí)，因齒槽421與滾針412配合而使擺線齒盤42正向減速自轉(zhuǎn)，該減速自轉(zhuǎn)的結(jié)果即可帶動(dòng)減速盤43回轉(zhuǎn)(如圖8-12所示)，進(jìn)一步使輪殼1產(chǎn)生減速后的轉(zhuǎn)速，使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)行進(jìn)。
其減速效果尤需詳細(xì)說(shuō)明。如圖8所示，設(shè)滾針固定環(huán)41的滾針412共18個(gè)，而擺線齒盤42共17齒。當(dāng)馬達(dá)2的偏心軸22帶動(dòng)擺線齒盤42向左轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，擺線齒盤42即反向自轉(zhuǎn)，原本呈嚙合狀的擺線齒盤42的齒槽421即脫離而向左移動(dòng)(如圖9、10、11所示)。當(dāng)擺線齒盤42被偏心軸22帶動(dòng)公轉(zhuǎn)一圈時(shí)，即因擺線齒盤42與滾針固定環(huán)41的滾針412有一齒節(jié)差，則擺線齒盤42即自轉(zhuǎn)滾針412一節(jié)距的角度(如
圖12所示)。故當(dāng)馬達(dá)2的偏心軸22轉(zhuǎn)18圈時(shí)，擺線齒輪盤42只自轉(zhuǎn)一圈，其減速比即為1∶18。顯然比齒輪減速效果更高，且無(wú)需分為數(shù)段減速，其結(jié)構(gòu)仍比齒輪更精簡(jiǎn)。而擺線齒盤42自轉(zhuǎn)時(shí)，可由傳動(dòng)孔423撥動(dòng)減速盤43的插銷431，使該減速盤43減速回轉(zhuǎn)，再經(jīng)由離合器13撥動(dòng)輪殼1回轉(zhuǎn)，使電動(dòng)車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。如此，不僅整個(gè)減速機(jī)構(gòu)仍相當(dāng)精簡(jiǎn)且減速比高。綜合而言，本實(shí)用新型擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)，已消除了前述齒輪減速的種種弊端。
如
圖13和
圖14所示，本實(shí)用新型亦可在滾針固定環(huán)41中設(shè)置兩個(gè)擺線齒盤42、42′，使兩個(gè)擺線齒盤42、42′均套設(shè)于馬達(dá)2的偏心軸22上，但兩個(gè)擺線齒盤42、42′的偏心位置呈相反方向，借此獲得一平衡狀態(tài)，防止擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生振動(dòng)。如此，不僅不影響減速效果，而且使整個(gè)減速機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)更順暢。當(dāng)然，為了達(dá)到快速轉(zhuǎn)動(dòng)的平衡、無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)，亦可粘著荷重物修正重量平衡而達(dá)到轉(zhuǎn)動(dòng)順暢。
再者，本實(shí)用新型中滾針固定環(huán)41與擺線齒盤42的嚙合齒形并不限于上述滾針412結(jié)構(gòu)。如
圖15和
圖16所示，滾針固定環(huán)41A的內(nèi)環(huán)面可直接形成數(shù)個(gè)波浪形齒411A，相對(duì)的擺線齒盤42A周圍的齒形亦形成波浪形齒421A，如此更可達(dá)到順暢的嚙合。其它可想而知的齒形，在本實(shí)用新型中均可簡(jiǎn)易實(shí)施，僅順便予以說(shuō)明。
本實(shí)用新型主要是使電動(dòng)車減速馬達(dá)的結(jié)構(gòu)更為精簡(jiǎn)，且不必受齒輪減速比設(shè)計(jì)原則的約束，故本實(shí)用新型擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)并不限于安裝在電動(dòng)車的車輪中央。如
圖17、18、19所示，亦可將本實(shí)用新型中的輪殼1結(jié)構(gòu)取消，僅保留馬達(dá)2、固定軸3及擺線減速機(jī)構(gòu)4，并加設(shè)一保護(hù)蓋6，再在擺線減速機(jī)構(gòu)4的減速盤43外側(cè)套設(shè)一鼓式離合器5(或其它型式的離合器)，并以該鼓式離合器5配合一皮帶51來(lái)帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。如此，本實(shí)用新型擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)即可裝設(shè)于電動(dòng)車車架的任意位置，同樣能減速帶動(dòng)電動(dòng)車行進(jìn)。由于鼓式離合器5乃常用設(shè)備，故其詳細(xì)結(jié)構(gòu)不再贅述。
權(quán)利要求1.一種擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)，其特征在于包括輪殼、馬達(dá)、固定軸及擺線減速機(jī)構(gòu)；所述輪殼為裝設(shè)于電動(dòng)車車輪中央的中空殼體并用于帶動(dòng)車輪回轉(zhuǎn)；所述馬達(dá)為裝設(shè)于輪殼內(nèi)部的電動(dòng)馬達(dá)，其一側(cè)中央延伸出一出力軸，出力軸前端帶有一段偏心軸，出力軸中央形成一軸向貫穿的通孔；所述固定軸跨設(shè)于電動(dòng)車車輪叉桿端，軸身用于固定馬達(dá)；所述擺線減速機(jī)構(gòu)包括滾針固定環(huán)、擺線齒盤和減速盤；滾針固定環(huán)的內(nèi)環(huán)面呈軸向固設(shè)有若干滾針；擺線齒盤為圓盤狀且其直徑小于滾針固定環(huán)內(nèi)環(huán)面直徑，其圓周形成有數(shù)個(gè)圓弧齒槽，盤面適當(dāng)位置處開有一個(gè)或一個(gè)以上傳動(dòng)孔，其中央帶有用于套置滾動(dòng)元件的孔；減速盤為盤狀，一側(cè)盤面適當(dāng)位置處設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上插銷，插銷與擺線齒盤傳動(dòng)孔相對(duì)應(yīng)，減速盤另一側(cè)盤面中央設(shè)有一凸軸，其中央軸向貫穿一通孔；滾針固定環(huán)固設(shè)于馬達(dá)出力軸側(cè)并環(huán)繞出力軸，擺線齒盤通過滾動(dòng)元件套設(shè)于馬達(dá)出力軸的前端偏心軸上，擺線齒盤呈偏心狀與滾針固定環(huán)的滾針相配合，減速盤通過其凸軸與輪殼結(jié)合，馬達(dá)被包覆于輪殼內(nèi)部，減速盤的插銷與傳動(dòng)孔呈偏心狀插入擺線齒盤的各傳動(dòng)孔中，固定軸貫穿馬達(dá)出力軸的通孔和減速盤通孔，馬達(dá)固設(shè)于固定軸的軸身上，以構(gòu)成馬達(dá)與其一側(cè)滾針固定環(huán)不能回轉(zhuǎn)狀態(tài)，僅出力軸可帶動(dòng)擺線齒盤、減速盤和輪殼回轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)，其特征在于所述輪殼包括兩個(gè)圓盤蓋并相對(duì)夾設(shè)一圓環(huán)，兩圓盤蓋周圍均勻設(shè)有數(shù)個(gè)勾孔，其一側(cè)中央固設(shè)有一離合器，另一側(cè)中央套設(shè)一軸承，以使輪殼帶動(dòng)車輪回轉(zhuǎn)；所述固定軸兩端設(shè)有螺紋段以螺固于電動(dòng)車車輪兩叉桿端，固定軸一端設(shè)有開槽或穿孔以利電線穿出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)，其特征在于所述減速盤一側(cè)面的凸軸插置于圓盤蓋中央的離合器孔中，以使減速盤通過離合器帶動(dòng)輪殼回轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)，其特征在于所述減速盤各插銷外圍套置有自潤(rùn)軸承或滾動(dòng)元件并與擺線齒盤的傳動(dòng)孔壁滑動(dòng)接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)，其特征在于所述滾針固定環(huán)的各滾針共同于一側(cè)耦合一圈形支撐片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)，其特征在于所述滾針固定環(huán)中設(shè)有兩個(gè)擺線齒盤，兩擺線齒盤均套設(shè)于馬達(dá)的偏心軸上，其偏心位置呈相反方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)，其特征在于滾針固定環(huán)內(nèi)環(huán)面直接形成數(shù)個(gè)波浪形齒，擺線齒盤周圍亦形成波浪齒形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)，其特征在于所述擺線減速機(jī)構(gòu)的減速盤外側(cè)套設(shè)一離合器并配合一皮帶以帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)，其特征在于所述擺線齒盤一側(cè)固設(shè)一平衡片。
專利摘要擺線減速型電動(dòng)車輪馬達(dá)包括一輪殼,其中央穿設(shè)一固定軸,馬達(dá)固設(shè)于固定軸上。馬達(dá)殼一側(cè)固設(shè)一滾針固定環(huán),其內(nèi)環(huán)面呈軸向均勻設(shè)有數(shù)個(gè)滾針,同側(cè)的馬達(dá)出力軸呈偏心狀。偏心軸上套設(shè)一擺線齒盤,其直徑小于滾針固定環(huán)內(nèi)環(huán)面直徑并與滾針固定環(huán)嚙合。擺線齒盤面開設(shè)有傳動(dòng)孔,減速盤面插銷偏心穿入傳動(dòng)孔,以使減速盤與輪殼連動(dòng)。馬達(dá)帶動(dòng)擺線齒盤在滾針固定環(huán)內(nèi)公轉(zhuǎn)并因齒形嚙合而減速自轉(zhuǎn),再由傳動(dòng)孔帶動(dòng)減速盤和輪殼回轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)B60K11/00GK2418041SQ9924882
公開日2001年2月7日 申請(qǐng)日期1999年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月26日
發(fā)明者李書賢 申請(qǐng)人:李書賢