CN101311021A

CN101311021A - 连飞整体电动毂轮

Info

Publication number: CN101311021A
Application number: CNA2008101064058A
Authority: CN
Inventors: 孙尤民; 赵幼仪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-13
Filing date: 2008-05-13
Publication date: 2008-11-26

Abstract

一种连飞整体电动毂轮，由主轴和固定在主轴上的电机特别是无铁芯盘式电机、减速机、离合器、带有连飞头的外转子(轮毂外壳)及连体飞轮几大部分构成，其中盘式电机的定子外壳固定在主轴上不能转动，在定子上设有定子线圈，在输出轴上连接固定有导磁盘，在导磁盘上固定磁钢，在外转子的一侧设有挂接螺口，在外转子的另一侧设有连飞头；连飞头呈圆筒状，依次将复位弹簧、棘齿键轮、飞轮锁档放入连飞头内并安装定位轴档，其飞轮可以是链轮，也可以是齿轮；在轮径较大时，外转子的轮辐可以根据需要采取不同形式，在轮径较小时，特别是当轮径小到8in时，轮毂外壳上的轮辐将略去不用，轮圈直接连接在轮毂外壳上，形成超小一体式电动毂轮。

Description

连飞整体电动毂轮

所属技术领域

本发明涉及一种全新的电动毂轮技术。

背景技术

众所周知，电动自行车的微型化有一个难以克服的障碍-大电机挂大飞轮的电动轮毂。电动车的轮径(这里包含电动自行车、电动三轮车、电动残疾车等)，目前国内外的最佳尺寸在22.5in以上，因为脚踏助骑电动车挂接的最小飞轮为16牙，用48牙大轮盘，22.5in电动车骑行的速度指数为67.5，这已经远不如26in自行车的78了，若轮径小到16in，速度指数只有48，骑行就是个童车。更不用说流行的直流无刷永磁电机含有铁芯和厚大线圈，及其笨重。因此，使用现有技术无法将设有脚踏助骑功能的电动车微型化。中国发明专利轮毂电机(ZL2005101125005)虽然给出了一个解决方案，但技术改进微乎其微，其原因一是将链轮从16牙减到14牙，其原因二是老式电机结构未作任何改进，其结果只能使体大笨重的电动自行车的速度略有提升。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种全新技术的电动毂轮，这种电动毂轮具有超薄电机和整体连飞技术，体积小，重量轻，传动比大，因而可将轮径做到超小，一只轮胎外径仅16in、功率1KW的盘式电机连飞整体电动毂轮，其脚踏骑行速度指数为85.3，已经超过了28in自行车！

为实现上述发明的技术目标，本发明所采取的技术方案是：连飞整体电动毂轮由主轴和固定在主轴上的电机特别是无铁芯盘式电机、减速机、离合器、带有连飞头的外转子(轮毂外壳)及连体飞轮几大部分构成，其中盘式电机的定子外壳固定在主轴上不能转动，在定子上设有定子线圈，盘式电机的输出轴安装在内转子轴承上，在输出轴的法兰盘上连接固定有导磁盘，在导磁盘上使用套环安装固定磁钢，磁钢与定子线圈相对但有适当间隙；盘式电机输出轴从定子外壳内腔中伸出，其外端视减速机的不同而取不同结构，使用齿轮减速机时制成电机驱动齿轮，使用非齿轮减速机特别是轴承减速机时则制成非齿轮电机驱动头，而齿轮减速机的最佳结构是行星齿轮减速机，减速机星轮的星轮轴固定在离合器上，其固定位置的条件应满足：星轮的内侧与电机驱动齿轮应良好啮合，星轮的外侧与固定在外转子即轮毂外壳上的齿圈应良好啮合；外转子分为左右两部分分别从主轴的两端套装在轮毂轴承上，使用螺钉安装固定在一起，在外转子一侧设有挂接螺口，其挂接螺口要求与抱刹、蝶刹相配合统一，在外转子的另一侧设有连飞头；连飞头呈圆筒状，其底部一段是弹簧舱，最外侧是大轴碗，在大轴碗下面的筒壁上设有轴向键槽，在大轴碗内安放珠架或轴承，依次将复位弹簧、棘齿键轮、飞轮锁档放入连飞头内，在飞轮锁档的小轴碗内放入小珠架并安装定位轴档，或安装定位轴承，最后使用挡圈和螺母装紧固定。连飞头内，轴向键槽的数量至少在两个或两个以上，键槽截面的形状不限，可以是圆弧键槽，可以是矩形键槽，也可以是对称较宽的平面槽或弧面槽；棘齿键轮的底部为一平面，棘齿键轮的上部设有键轮棘齿盘，其圆筒状外侧壁上设有轴向的滑键凸起，滑键的数量、形状及分布位置，应与连接头内的键槽完全一致，棘齿键轮放入连接头内，应能沿轴向顺畅的前后滑动但不能转动，飞轮锁挡的底部设有与棘齿键轮相对的所档棘齿盘，其大小、形状和棘齿齿数均应与键轮棘齿盘完全相同，在所档棘齿盘的上面是与大轴碗相对的轴档，在轴档的外面设有少齿数飞轮，其飞轮可以是链轮，也可以是齿轮，棘齿键论和飞轮锁档中间有通孔和内孔，可以套在主轴上装入连飞头内；在飞轮锁档的外侧安装挡圈螺母后，连飞头内弹簧舱应有适当的空间，其空间的大小应满足：当顺时针转动飞轮时，复位弹簧应有足够的弹力支承棘齿键轮，飞轮锁档应能带动棘齿键轮，使得电动轮毂跟随一起转动，当逆时针转动飞轮锁档时，飞轮锁档的棘齿相对棘齿键轮的棘齿盘运动，将棘齿键轮向下挤压，复位弹簧被压缩，飞轮锁档应能超越键轮棘齿盘不断向前转动。在主轴上除固定无铁心盘式电机外，根据实际需要，可以固定其他种类的有铁芯或无铁心、有齿或无齿、有刷或无刷电机。在轮径较大时，外转子的轮辐可以根据需要采取不同形式，在轮径较小时，特别是当轮径小到8in时，轮毂外壳上的轮辐将略去不用，瓦圈直接连接在轮毂外壳上，形成超小一体式电动毂轮。

本发明因为具有无铁芯超薄的盘式电机和少到八齿飞轮的连飞结构，使得整个电动毂轮体积小、重量轻，传动比高，功率密度大，应用在电动类交通工具上，不但可使电动自行车轮径大大缩小，而且为各种电动三轮车、残疾车、摩托车、电动汽车超微型化，开辟了一条节能环保、改善交通的新道路，其技术进步的意义不同寻常。

附图说明

下面，结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。

图1是本发明提出的具有盘式电机的连飞整体电动毂轮实施例整体结构示意图。

图2A、图2B是连飞结构拆分示意图。

图3A、图3B是轮辐结构示意图。

图1中，(101)是主轴，(201)是轮毂轴承，(211)是挂接螺口，(221)是外转子(轮毂外壳)，(301)是定子外壳，(311)是定子线圈，(321)是磁钢，(331)是内转子轴承，(341)是导磁盘，(222)是轮辐，(411)是星轮，(421)是齿圈，(351)是连接螺钉，(361)是电机驱动齿轮，(5)是离合器，(611)是复位弹簧，(621)是棘齿键轮，(241)是珠架，(631)是飞轮锁档，(632)是少齿链飞轮，(641)是定位轴档，(651)是螺母，(111)是主轴螺纹，(121)是定向扁平，(131)是出线孔，(371)是卡圈，(661)是垫圈，(231)是连飞头，(232)是大轴碗，(251)是小珠架，(261)是档圈。

图2A、图2B中，(662)是弹簧舱，(663)是轴向键槽，(623)是通孔，(622)是滑键，(624)是键轮棘齿盘，(634)是锁档棘齿盘，(631)是轴档，(635)是内孔，(633)是齿飞轮，(664)是弧面槽，(665)是轴孔。

图3A、图3B中，(223)是轮圈，(224)是轮胎。

具体实施例

如图1、图2A、图2B、图3A、图3B所示，连飞整体电动毂轮由主轴(101)和固定在主轴上的无铁芯盘式电机、减速机、离合器、带有连飞头的外转子(轮毂外壳)及连体飞轮几大部分构成，其中盘式电机的定子外壳(301)固定在主轴上不能转动，在定子上设有定子线圈(311)，盘式电机的输出轴安装在内转子轴承(331)上，在输出轴的法兰盘上连接固定有导磁盘(341)，在导磁盘上使用套环安装固定磁钢(321)，磁钢与定子线圈相对但有适当间隙；盘式电机输出轴从定子外壳内腔中伸出，其外端视减速机的不同而取不同结构，使用齿轮减速机时制成电机驱动齿轮(361)，使用非齿轮减速机特别是轴承减速机时则制成非齿轮电机驱动头，而齿轮减速机的最佳结构是行星齿轮减速机，减速机星轮(411)的星轮轴固定在离合器(5)上，其固定位置的条件应满足：星轮的内侧与电机驱动齿轮应良好啮合，星轮的外侧与固定在外转子即轮毂外壳上的齿圈应良好啮合；外转子(221)分为左右两部分分别从主轴的两端套装在轮毂轴承(201)上，使用螺钉安装固定在一起，在外转子一侧设有挂接螺口(211)，其挂接螺口要求与抱刹、蝶刹相配合统一，在外转子的另一侧设有连飞头(231)；连飞头呈圆筒状，其底部一段是弹簧舱(662)，最外侧是大轴碗(232)，在大轴碗下面的筒壁上设有轴向键槽(663)，在大轴碗内安放珠架(241)或轴承，依次将复位弹簧、棘齿键轮(621)、飞轮锁档(631)放入连飞头内，在飞轮锁档的小轴碗内放入小珠架(251)并安装定位轴档(641)，或安装定位轴承，最后使用挡圈(261)和螺母(651)装紧固定。连飞头内，轴向键槽的数量至少在两个或两个以上，键槽截面的形状不限，可以是圆弧键槽，可以是矩形键槽，也可以是对称较宽的平面槽或弧面槽(664)；棘齿键轮的底部为一平面，棘齿键轮的上部设有键轮棘齿盘(624)，其圆筒状外侧壁上设有轴向的滑键(622)凸起，滑键的数量、形状及分布位置，应与连接头内的键槽完全一致，棘齿键轮放入连接头内，应能沿轴向顺畅的前后滑动但不能转动，飞轮锁挡的底部设有与棘齿键轮相对的所档棘齿盘(634)，其大小、形状和棘齿齿数均应与键轮棘齿盘完全相同，在所档棘齿盘的上面是与大轴碗相对的轴档，在轴档的外面设有少齿数飞轮(632)，其飞轮可以是链轮(632)，也可以是齿轮(633)，棘齿键轮和飞轮锁档中间有通孔(623)和内孔(635)，可以套在主轴上装入连飞头内；在飞轮锁档的外侧安装挡圈(261)螺母(651)后，连飞头内弹簧舱应有适当的空间，其空间的大小应满足：当顺时针转动飞轮时，复位弹簧应有足够的弹力支承棘齿键轮，飞轮锁档应能带动棘齿键轮，使得电动轮毂跟随一起转动，当逆时针转动飞轮锁档时，飞轮锁档的棘齿相对棘齿键轮的棘齿盘运动，将棘齿键轮向下挤压，复位弹簧被压缩，飞轮锁档应能超越键轮棘齿盘不断向前转动。本发明为连飞整体电动毂轮，主轴上固定的电机可以根据需要随意选取，不作任何限制，除无铁心盘式电机外，可以是其他有铁芯或无铁心、有齿或无齿、有刷或无刷不同种类的电机，但要体积最小、重量最轻、功率密度最大的效果，还是要选用无铁心盘式电机为最佳。在轮径较大时，外转子的轮辐(222)可以根据需要采取不同形式，在轮径较小时，特别是当轮径小到8in时，轮毂外壳上的轮辐将略去不用，轮圈(223)直接连接在轮毂外壳上，形成超小一体式电动毂轮。

Claims

1、一种连飞整体电动毂轮，其特征在于连飞整体电动毂轮由主轴(101)和固定在主轴上的电机特别是无铁芯盘式电机、减速机、离合器、带有连飞头的外转子(轮毂外壳)及连体飞轮几大部分构成，其中：

(A)盘式电机的定子外壳(301)固定在主轴上不能转动，在定子上设有定子线圈(311)，盘式电机的输出轴安装在内转子轴承(331)上，在输出轴的法兰盘上连接固定有导磁盘(341)，在导磁盘上使用套环安装固定磁钢(321)，磁钢与定子线圈相对但有适当间隙；

(B)盘式电机输出轴从定子外壳内腔中伸出，其外端视减速机的不同而取不同结构，使用齿轮减速机时制成电机驱动齿轮(361)，使用非齿轮减速机特别是轴承减速机时则制成非齿轮电机驱动头，而齿轮减速机的最佳结构是行星齿轮减速机，减速机星轮(411)的星轮轴固定在离合器(5)上，其固定位置的条件应满足：星轮的内侧与电机驱动齿轮应良好啮合，星轮的外侧与固定在外转子即轮毂外壳上的齿圈应良好啮合；

(C)外转子(221)分为左右两部分分别从主轴的两端套装在轮毂轴承(201)上，使用螺钉安装固定在一起，在外转子一侧设有挂接螺口(211)，其挂接螺口要求与抱刹、蝶刹相配合统一，在外转子的另一侧设有连飞头(231)；连飞头呈圆筒状，其底部一段是弹簧舱(662)，最外侧是大轴碗(232)，在大轴碗下面的筒壁上设有轴向键槽(663)，在大轴碗内安放珠架(241)或轴承，依次将复位弹簧、棘齿键轮(621)、飞轮锁档(631)放入连飞头内，在飞轮锁档的小轴碗内放入小珠架(251)并安装定位轴档(641)，或安装定位轴承，最后使用挡圈(261)和螺母(651)装紧固定。

2、如权利要求1所述的连飞整体电动毂轮，其特征在于连飞头内：

(A)轴向键槽的数量至少在两个或两个以上，键槽截面的形状不限，可以是圆弧键槽，可以是矩形键槽，也可以是对称较宽的平面槽或弧面槽(664)；

(B)棘齿键轮的底部为一平面，棘齿键轮的上部设有键轮棘齿盘(624)，其圆筒状外侧壁上设有轴向的滑键(622)凸起，滑键的数量、形状及分布位置，应与连接头内的键槽完全一致，棘齿键轮放入连接头内，应能沿轴向顺畅的前后滑动但不能转动，飞轮锁挡的底部设有与棘齿键轮相对的所档棘齿盘(634)，其大小、形状和棘齿齿数均应与键轮棘齿盘完全相同，在所档棘齿盘的上面是与大轴碗相对的轴档，在轴档的外面设有少齿数飞轮(632)，其飞轮可以是链轮(632)，也可以是齿轮(633)，棘齿键轮和飞轮锁档中间有通孔(623)和内孔(635)，可以套在主轴上装入连飞头内；

(C)在飞轮锁档的外侧安装挡圈(261)螺母(651)后，连飞头内弹簧舱应有适当的空间，其空间的大小应满足：当顺时针转动飞轮时，复位弹簧应有足够的弹力支承棘齿键轮，飞轮锁档应能带动棘齿键轮，使得电动轮毂跟随一起转动，当逆时针转动飞轮锁档时，飞轮锁档的棘齿相对棘齿键轮的棘齿盘运动，将棘齿键轮向下挤压，复位弹簧被压缩，飞轮锁档应能超越键轮棘齿盘不断向前转动。

3、如权利要求1所述的连飞整体电动毂轮，其特征在于在主轴上除固定无铁心盘式电机外，根据实际需要，可以固定其他种类的有铁芯或无铁心、有齿或无齿、有刷或无刷电机。

4、如权利要求1所述的连飞整体电动毂轮，其特征在于在轮径较大时，外转子的轮辐(222)可以根据需要采取不同形式，在轮径较小时，特别是当轮径小到8in时，轮毂外壳上的轮辐将略去不用，轮圈(223)直接连接在轮毂外壳上，形成超小一体式电动毂轮。