專利名稱：磁力手動齒輪離合高速無刷輪轂電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電動自行車的輪轂電機，概述地說是一種簡易齒輪減速機抅的具 有手動齒輪離合功能的高速無刷輪轂電機。
背景技術：
目前，市場現有電動車使用較多的是一種大輪轂低速無刷電機，它以結構簡單，成 本低，可靠性好的優(yōu)勢成為了主流產品，但是它并非十全十美，首先它只適合轉速高的小輪 電動車，用于轉速低的大輪車就不能高效工作了，迫使其輪轂越做越大，其次它是直接驅 動，沒有滑行功能，沒電騎行就十分沉重，另外它仍然存在笨重，過載能力差等缺點，仍然達 不到高速電機的性能指標。那么，為什么高速無刷輪轂電機沒能成為市場主流呢？主要因 為這種輪轂電機普遍選用行星齒輪減速和超越離合器，其結構復雜、成本高、齒輪和超越離 合器易損等缺點，阻礙了它的發(fā)展，其次是它只有滑行功能，沒有反充電的柔性剎車功能， 不能將剎車、減速、或下坡滑行時產生的能量反饋給蓄電池。

發(fā)明內容
為了克服現有低速和高速無刷輪轂電機的不足，為了推動輪轂電機向更先進的目 標發(fā)展，本發(fā)明推出一種磁力手動齒輪離合高速無刷輪轂電機，該輪轂電機不僅具有高速 輪轂電機效率高、重量輕的優(yōu)點，還具有低速輪轂電機結構簡單、成本低、可靠性高的優(yōu)點， 不僅具有更好的滑行功能，還具有反充電的柔性剎車功能，它有效地解決了現有低速和高 速輪轂電機存在的驅動離合不可控制所造成的矛盾。本發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案是由輪轂圈、左右輪轂端蓋、外轉子無 刷電機、鋼管式輪轂軸、左右軸套、大齒圈、S形齒輪支架、傳動齒輪、工字形電機齒輪、離合 傳動軸、傳動活塞、傳動拉鉤、偏心輪式離合手柄等組成。其結構特點是本輪轂電機設有輻條式或者是與車輪圈一體化的輪轂圈，輪轂圈 內圓左側緊配安裝大齒圈，輪轂圈兩端裝有左右輪轂端蓋，端蓋中部分別設有左右軸承架 及軸承，左右軸承內裝有左右軸套，軸套內裝有鋼管式輪轂軸，所述的外轉子無刷電機裝在 輪轂軸右側，該電機的直徑大小，可根椐車輪直徑以及車架開襠的大小靈活選用，用于車輪 大開襠小的自行車選用大而扁的外轉子無刷電機，反之選用小而寬的外轉子無刷電機，該 電機是在右軸承套左端焊接電樞支架盤，支架盤外圓緊配安裝電樞支架圈，支架圈裝有電 樞鐵心，鐵心右端設有緊箍圈，鐵心齒牙上設有三個位置不同的霍爾元件，鐵心線槽內繞制 三相電樞線圈，輪轂軸中部設有滑動的電機軸承，軸承外圓安裝電機外轉子端蓋，端蓋外圓 緊配安裝導磁圈，導磁圈內設有若干強永磁體，輪轂軸左側設有滑動的齒輪軸承，軸承外圓 裝有工字形電機齒輪，齒輪右端設有定位止口，與電機軸承配合，電機齒輪端面與電機端蓋 用螺釘連接，左軸套左端制有定位扁臺與車架配合安裝，左軸套右端焊接S形齒輪支架，支 架上端設有短軸，短軸上裝有軸承和傳動齒輪，該齒輪與大齒圈及電機齒輪準確嚙合，三個 齒輪都是大而薄的2模鋼齒輪。所述的鋼管式輪轂軸是在軸心設有較大的連通孔，該孔右端是出線孔，中部設有傳動活塞，活塞右端設有傳動拉鉤，拉鉤左端頂住電機軸承內圓，輪 轂軸中部設有加強臺，臺上端制有拉鉤槽，臺下制有電樞線斜孔，與出線孔連通，電樞支架 盤左端設有定位凸銷，塞進拉鉤槽內，右軸承套與輪轂軸是緊配安裝，輪轂軸右端螺紋上制 有定位扁臺與車架配合安裝，傳動活塞左端設有傳動軸，傳動軸左端制有扁鐵，扁鐵左端設 有軸銷，軸銷上設有偏心輪，偏心輪上設有離合手柄。該輪轂電機能廣泛應用于各種電動車 上，尤其是標準電動自行車，當用于不需滑行的電動摩托車和三輪車上，就將扁心輪手柄及 傳動扁鐵、傳動軸、活塞、拉鉤等省去，安裝小而寬的外轉子無刷電機，便制成體積小、重量 輕、功率大、效率高的高速無刷輪轂電機。本發(fā)明的有益效果是在結構設計方面，本輪轂電機采用最簡單的減速機構，其齒 輪受力點垂直于軸承，機械強度及傳動效率不受影響，沒必要采用行星齒輪，三個齒輪全是 大而薄的2模鋼齒，強度大、重量輕、軸向尺寸小，齒輪離合軸向位移小。本發(fā)明的電樞支 架及傳動齒輪支架采用軸套式結構，既增加了支架和輪轂軸的機械強度，又減小了支架的 軸向尺寸，留出充分的空間，以便于安裝多種規(guī)格的外轉子無刷電機與減速器匹配。本發(fā) 明的手動齒輪離合裝置是利用電機轉子和定子之間的磁力進行復位嚙合的，因為齒輪位移 小，所以對電機沒有影響，其結構簡單，僅增加一個手動傳動裝置，省去超越離合囂，既降低 了成本，又增加兩項實用功能，如果將離合傳動裝置省去，還可制成優(yōu)良的電摩和三輪車電 機。在實際應用方面，本輪轂電機與現有大輪轂低速無刷電機相比，同樣功率下，本電 機3公斤重，輪轂直徑180mm，后者6公斤重，而且體積大，其它性能指標均高于后者，另外有 滑行功能。與現有高速無刷輪轂電機相比，本輪轂電機體積稍大，重量差不多，兩者性能指 標一樣，但本電機結構卻比較簡單，省去三個行星齒輪，三個軸承和超越離合器，比后者成 本低，可靠性高，另外有反充電功能。因此，本電機有顯著的優(yōu)越性。能廣泛用于各種電動 車，尤其適用于標準型電動自行車。目前全國范圍內的電動自行車大部分是超標的，其重量超過40公斤，速度超過20 公里/小時，其實都是變相的電動摩托車，卻和自行車一樣的待遇在慢車道上行駛，其后果 是交通混亂，管理困難，事故增加，這是不正?，F象。為什么標準型電動自行車不能占主流地位呢？主要是因為受電池和電機在技術 條件上及成本的限制而造成目前電動車摩托化現狀，選用本輪轂電機能有力推動標準型電 動自行車的發(fā)展，能積極改變超標電動車現狀，推廣后，不僅具有可觀的經濟效益，而且還 具有良好的社會效益。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明附圖是磁力手動齒輪離合高速無刷輪轂電機剖面構造示意圖附圖中，本輪轂電機設有輻條式或者是與車輪圈一體化的輪轂圈1，輪轂圈內圓左 側緊配安裝大齒圈40，輪轂圈兩端裝有左右輪轂端蓋23、19，，端蓋中部分別設有左右軸承 架及軸承34、15，，左右軸承內裝有左右軸套33、11，，軸套內裝有鋼管式輪轂軸12，輪轂軸 右側安裝外轉子無刷電機，該電機直徑大小，是根椐車輪直徑以及車架開襠的大小確定，用 于輪徑大，車架開襠小的自行車，選用大而扁的外轉子無刷電機，反之就選用小而寬的外轉子無刷電機，該電機是在右軸承套左端焊接電樞支架盤18，支架盤外圓緊配安裝電樞支架 圈2，支架圈裝有電樞鐵心5，鐵心右端設有緊箍圈6，鐵心齒牙上設有三個位置不同的霍爾 元件4，鐵心線槽內繞制三相電樞線圈21，輪轂軸中部設有滑動配合的電機軸承25，軸承外 圓安裝電機外轉子端蓋3，端蓋外圓緊配安裝導磁圈2，導磁圈內設有若干強永磁體20，輪 轂軸左側設有滑動配合的齒輪軸承7，軸承外圓裝有工字形電機齒輪35，齒輪右端設有定 位止口 24，與電機齒輪配合安裝，齒輪右端面與電機端蓋用螺釘連接，左軸套左端制有定位 扁臺28與車架配合安裝，左軸套右端焊接S形齒輪支架36，支架上端設有短軸37，短軸上 裝有軸承38和傳動齒輪39，該齒輪與大齒圈及電機齒輪準確嚙合，三個齒輪都是大而薄的 2模鋼齒輪。所述的鋼管式輪轂軸是在軸心設有較大的連通孔14，該孔右端是出線孔，中部 設有傳動活塞26，活塞右端設有傳動拉鉤10，拉鉤左端頂住電機軸承內圓，輪轂軸中部設 有加強臺17，臺上端制有拉鉤槽8，臺下制有電樞線斜孔16，與出線孔連通，電樞支架盤左 端設有定位凸銷9，塞進拉鉤槽內，右軸承套與輪轂軸是緊配安裝，輪轂軸右端螺紋上制有 定位扁臺13與車架配合安裝，傳動活塞左端設有傳動軸27，傳動軸左端制有扁鐵29，扁鐵 左端設有軸銷30，軸銷上設有偏心輪31，偏心輪上設有離合手柄32。離合手柄向下扳動， 偏心輪逆時針轉動，拉動扁鐵、傳動軸、傳動活塞、傳動拉鉤將電機軸承向左頂，軸承與外轉 子電機齒輪一體向左移動，電機齒輪與傳動齒輪分離，手柄向上扳動，外轉子依靠電機磁力 向右復位，如果齒尖擋住沒能嚙合，在活動時能自動嚙合，注意要在靜止狀態(tài)下嚙合是合理 的。 該輪轂電機用于不需要滑行功能的電動摩托車或者三輪車上，將離合手柄32，偏 心輪31，鈾銷30，扁鐵29，傳動軸27，傳動活塞26，傳動拉鉤10省去，安裝小而寬的外轉子 無刷電機，能制成體積小、重量輕、功率大、效率高的高速無刷輪轂電機。
權利要求
1.一種磁力手動齒輪離合高速無刷輪轂電機，由輪轂圈、左右輪轂端蓋、外轉子無刷 電機、鋼管式輪轂軸、左右軸套、大齒圈、S形齒輪支架、傳動齒輪、工字形電機齒輪、離合傳 動軸、傳動活塞、傳動拉鉤、偏心輪、離合手柄等組成，其特征是本輪轂電機設有輻條式或 者是與車輪圈一體化的輪轂圈(1)，輪轂圈內圓左側緊配安裝大齒圈(40)，輪轂圈兩端裝 有左右輪轂端蓋03、19)，端蓋中部分別設有左右軸承架及軸承(34、15)，左右軸承內裝有 左右軸套(33、11)，軸套內裝有鋼管式輪轂軸(12)，輪轂軸右側安裝外轉子無刷電機，該電 機是在右軸承套左端焊接電樞支架盤(18)，支架盤外圓緊配安裝電樞支架圈(22)，支架圈 裝有電樞鐵心(5)，鐵心右端設有緊箍圈(6)，鐵心齒牙上設有三個位置不同的霍爾元件 G)，鐵心線槽內繞制三相電樞線圈(21)，輪轂軸中部設有滑動配合的電機軸承(25)，軸承 外圓安裝電機外轉子端蓋(3)，端蓋外圓緊配安裝導磁圈O)，導磁圈內設有若干強永磁體 (20)，輪轂軸左側設有滑動配合的齒輪軸承(7)，軸承外圓裝有工字形電機齒輪(35)，齒輪 右端設有定位止口(M)，與電機軸承配合安裝，齒輪右端面與電機端蓋用螺釘連接，左軸套 左端制有定位扁臺08)與車架配合安裝，左軸套右端焊接S形齒輪支架(36)，支架上端設 有短軸(37)，短軸上裝有軸承(38)和傳動齒輪(39)，該齒輪與大齒圈及電機齒輪準確嚙 合，三個齒輪都是大而薄的2模鋼齒輪，所述的鋼管式輪轂軸是在軸心設有較大的連通孔 (14)，該孔右端是出線孔，中部設有傳動活塞( )，活塞右端設有傳動拉鉤(10)，拉鉤左端 頂住電機軸承內圓，輪轂軸中部設有加強臺(17)，臺上端制有拉鉤槽(8)，臺下制有電樞線 斜孔(16)，該孔與出線孔連通，電樞支架盤左端設有定位凸銷(9)，塞進拉鉤槽內，右軸承 套與輪轂軸是緊配安裝，輪轂軸右端螺紋上制有定位扁臺(1 與車架配合安裝，傳動活塞 左端設有傳動軸(27)，傳動軸左端制有扁鐵( )，扁鐵左端設有軸銷(30)，軸銷上設有偏 心輪(31)，偏心輪上設有離合手柄(32)。
2.根椐權利要求1所述的磁力手動齒輪離合高速無刷輪轂電機，其特征是輪轂軸右 側的外轉子無刷電機，其直徑大小能靈活選用，用于車輪大，車架開襠小的自行車，就選用 大而扁的外轉子無刷電機，反之就選用小而寬的外轉子無刷電機。
3.根椐權利要求1所述的磁力手動齒輪離合高速無刷輪轂電機，其特征是該輪轂電 機用于不需要滑行功能的電動摩托車或者三輪車上，將離合手柄(32)，偏心輪(31)，鈾銷 (30)，扁鐵(四)，傳動軸(27)，傳動活塞( )，傳動拉鉤(10)省去，安裝小而寬的外轉子無 刷電機。
全文摘要
一種磁力手動齒輪離合高速無刷輪轂電機，由輪轂圈、左右輪轂端蓋、外轉子無刷電機、鋼管式輪轂軸、左右軸套、大齒圈、S形齒輪支架、傳動齒輪、工字形電機齒輪、離合傳動軸、活塞、拉鉤、偏心離合手柄等組成，輪轂內設置鋼管式輪轂軸，軸上外轉子無刷電機可選用多種規(guī)格，由偏心離合手柄拉動軸心離合傳動的軸、活塞及拉鉤，使電機齒輪外轉子端蓋位移，電機齒輪與傳動齒輪分離，利用電機磁力復位實現齒輪手動嚙合，減速器三個齒輪是大而薄的2模鋼齒，省去三個行星齒輪和超越離合器，輪轂直徑18公分，重量3公斤，成本低于現有高速無刷輪轂電機，可靠性高，該輪轂電機不僅具有優(yōu)良的滑行功能，還具有高效的反充電功能，不僅能用電摩和三輪車，尤其適用于標準型電動自行車，選用該電機能積極改變目前電動自行車普遍超標的現狀。
文檔編號H02K21/24GK102148557SQ20101906304
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權日2010年2月8日
發(fā)明者朱幕松, 朱翔 申請人:朱幕松, 朱翔