CN113824264B - 具高扭力体积比的轮毂电机 - Google Patents

Abstract

一种具高扭力体积比的轮毂电机，包含轴件、轮毂外壳、马达单元、摆线减速单元及单向离合单元，所述马达单元包括出力轴，所述摆线减速单元包括固定于所述出力轴的偏心块、至少一个受所述偏心块驱动的摆线轮、设置于所述摆线轮一侧的定位板、数个定位于所述定位板且延伸至所述摆线轮的行星柱、围绕于所述摆线轮外部的外环套，以及数个安装于所述摆线轮与所述外环套之间的滚动件，所述摆线轮受所述偏心块带动相对于所述轴件产生摆线式旋动，利用所述单向离合单元的设置，能使所述马达单元单向连动所述轮毂外壳转动，借此在一定的扭力要求下能达到轻量化的目的。

Description

具高扭力体积比的轮毂电机

技术领域

本发明涉及一种减速装置，特别是涉及一种具高扭力体积比的轮毂电机。

背景技术

现有一种电动轮毂(美国证书号US6974399B2专利案)，包含一个轮毂外壳，及安装于该轮毂外壳的一个电动机、一个行星式减速机构、一个大齿圈、一个单向离合器及一个具有单向轴承的轮毂端盖。该电动机包括一个定子、一个相对于定子旋转的转子、一个连接于该定子第一端的第一固定轴、一个连接于该定子第二端的第二固定轴，及一个连接到该转子并驱动行星式减速机构的输出轴。该行星式减速机构具有一个连接于该输出轴的太阳轮、一个通过螺栓固定到电动机且与该第二固定轴连接的支撑板、多个连接于该支撑板的枢轴杆、多个轴设于所述枢轴杆的行星齿轮、多个同轴连接到各自的行星齿轮的副齿轮，太阳轮与所述行星齿轮互相啮合。该大齿圈具有多个与所述副齿轮啮合的齿。该单向离合器位于大齿圈与轮毂端盖之间。

当该电动机启动时，该转子的动力通过该太阳轮带动所述行星齿轮公转，所述副齿轮又与该大齿圈啮合，且利用该单向离合器的设置，就能使该轮毂外壳被单向带动而减速转动。

虽然这种电动轮毂能达到减速目的，但是因为行星式减速机构的扭力输出与体积有一定正相关，所以很难在一定的扭力要求下而达到轻量化的目标。

另外，该输出轴无法贯穿至该轮毂外壳外部，以致于该第一固定轴与该第二固定轴同心度不佳，径向受力分布容易不均匀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能解决现有缺失的具高扭力体积比的轮毂电机。

本发明的具高扭力体积比的轮毂电机，包含轴件、轮毂外壳、马达单元、摆线减速单元及单向离合单元，所述轴件沿轴线延伸，所述轮毂外壳受所述轴件所支撑并能绕所述轴件转动，所述马达单元安装于所述轮毂外壳中，并包括能输出转动力的出力轴，所述摆线减速单元安装于所述轮毂外壳中且位于所述马达单元一侧，并包括固定于所述出力轴的偏心块、至少一个受所述偏心块驱动的摆线轮、沿所述轴线设置于所述摆线轮一侧的定位板、数个定位于所述定位板且延伸至所述摆线轮的行星柱、围绕于所述摆线轮外部的外环套，以及数个安装于所述摆线轮与所述外环套之间的滚动件，所述摆线轮受所述偏心块带动相对于所述轴线产生摆线式旋动，所述单向离合单元安装于所述摆线减速单元一侧，所述出力轴绕所述轴线朝第一方向转动时，通过所述单向离合单元能连动所述轮毂外壳也朝所述第一方向转动，所述出力轴绕所述轴线朝相反于所述第一方向的第二方向转动时，所述轮毂外壳不会被带动。

本发明的具高扭力体积比的轮毂电机，所述摆线减速单元的定位板呈中空盘状，并具有能界定出内孔的内环面，及相反于所述内环面的外环面，所述行星柱设置于所述内环面与所述外环面之间，所述单向离合单元安装于所述内孔中，并具有固定于所述轴件的卡制盘、数个安装于所述卡制盘与所述定位板之间的滚柱，及数个弹抵于所述卡制盘与所对应的滚柱之间的弹性件，所述卡制盘具有相对于所述内环面的外周面，以及数个凹设于所述外周面的卡槽，每一个卡槽具有浅端，以及围绕所述轴线位于所述浅端一侧且相距于所述外周面的深度大于所述浅端的深端，每一个弹性件的弹力恒使所对应的滚柱保持朝所对应的浅端移动的趋势，每一个滚柱位于所对应的浅端时，所述定位板相对于所述卡制盘产生定位。

本发明的具高扭力体积比的轮毂电机，所述轮毂外壳具有本体，及螺锁于所述本体一侧的端盖，所述本体与所述端盖共同界定出容置空间，所述端盖具有凸伸至所述容置空间的延伸部，所述延伸部具有内壁面，所述摆线减速单元的外环套嵌固于所述端盖的内壁面。

本发明的具高扭力体积比的轮毂电机，所述轮毂外壳具有本体，及螺锁于所述本体一侧的端盖，所述本体与所述端盖共同界定出容置空间，所述摆线减速单元的外环套嵌固于所述本体。

本发明的具高扭力体积比的轮毂电机，所述轮毂外壳具有本体，及螺锁于所述本体一侧的端盖，所述本体与所述端盖共同界定出容置空间，所述端盖具有凸伸至所述容置空间的延伸部，所述定位板固定于所述轴件，所述摆线减速单元还包括嵌套于所述外环套外部的外衬套，所述延伸部具有外壁面，所述单向离合单元安装于所述摆线减速单元的外衬套与所述端盖的外壁面之间。

本发明的具高扭力体积比的轮毂电机，所述摆线减速单元的定位板固定于所述轴件，所述摆线减速单元还包括嵌套于所述外环套外部的外衬套，所述轮毂外壳具有本体，及螺锁于所述本体一侧的端盖，所述单向离合单元安装于所述摆线减速单元的外衬套与所述轮毂外壳的本体之间。

本发明的具高扭力体积比的轮毂电机，所述摆线减速单元的外衬套呈阶级环圈状，并具有键合于所述外环套的大径段、小径段，以及连接于所述大径段与所述小径段之间的颈段，所述摆线轮与所述滚动件对应于所述大径段，所述单向离合单元安装于所述小径段与所述本体之间。

本发明的具高扭力体积比的轮毂电机，所述摆线减速单元的摆线轮具有数个凹设于外环周的沉凹孔，以及数个供所述行星柱穿设的穿孔，所述外环套具有数个凹弧槽，所述滚动件呈滚柱状，每一个滚动件能在对应的凹弧槽中产生摆线式旋动。

本发明的具高扭力体积比的轮毂电机，所述摆线减速单元的摆线轮具有数个凹设于侧端面的沉凹孔，所述沉凹孔呈弯弧状且围绕所述轴线呈连通状，所述摆线减速单元的滚动件呈滚珠状，所述外环套平行于所述轴线的截面呈U形，并具有环壁、两个相交连接于所述环壁两侧的端壁，所述端壁各具有数个对应于所述沉凹孔的凹弧槽，所述凹弧槽呈弯弧状且围绕所述轴线呈连通状，每一个滚动件能在对应的沉凹孔、凹弧槽中产生摆线式旋动。

本发明的有益效果在于：利用所述单向离合单元与所述摆线减速单元的配合，能达到高扭力体积比的轮毂电机，在一定的扭力要求下又能达到轻量化的目的。

附图说明

图1是本发明具高扭力体积比的轮毂电机的第一实施例的立体分解图；

图2是该第一实施例的组合剖面图；

图3是沿图2中的直线Ⅲ-Ⅲ所取的剖视图；

图4是本发明具高扭力体积比的轮毂电机的第二实施例的立体分解图；

图5是该第二实施例的组合剖面图；

图6是本发明具高扭力体积比的轮毂电机的第三实施例的立体分解图；

图7是该第三实施例的组合剖面图；

图8是本发明具高扭力体积比的轮毂电机的第四实施例的立体分解图；

图9是该第四实施例的组合剖面图；

图10是本发明具高扭力体积比的轮毂电机的第五实施例的一组合剖面图；及

图11是该第五实施例的一个摆线减速单元的立体分解图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图1至图3，本发明具高扭力体积比的轮毂电机的第一实施例，包含一个轴件10、一个轮毂外壳20、一个马达单元30、一个摆线减速单元40及一个单向离合单元50。

该轴件10沿一条轴线L延伸。

该轮毂外壳20受该轴件10所支撑并能绕该轴件10转动，且该轮毂外壳20具有一个本体21、一个螺锁于该本体21一侧的端盖22，及两个套设于该本体21、该端盖22与该轴件10之间的轴承23。该本体21与该端盖22共同界定出一个容置空间24，该端盖22具有一个凸伸至该容置空间24的延伸部221，该延伸部221具有一个内壁面222，及数个设置于该内壁面222的内花键223。

该马达单元30安装于该轮毂外壳20的容置空间24中，并包括一个固定于该轴件10的壳罩31、一个相对于该壳罩31产生定位的定子32，以及一个套设于该轴件10外部且能相对于该定子32转动的转子33，该转子33具有一个能输出转动力的出力轴331。

该摆线减速单元40安装于该轮毂外壳20中且位于该马达单元30一侧，并包括一个固定于该出力轴331的偏心块47、两个受该偏心块47驱动的摆线轮41、一个沿该轴线L设置于所述摆线轮41一侧的定位板42、数个定位于该定位板42且延伸至所述摆线轮41的行星柱43、一个围绕于所述摆线轮41外部且呈中空环圈状的外环套44，以及数个安装于所述摆线轮41与该外环套44之间的滚动件45。本实施例的偏心块47具有两个沿该轴线L相邻设置且分别围绕该轴线L呈不同偏心方位的偏心部471，所述摆线轮41分别套设于所述偏心部471，且受到所述偏心部471带动分别相对于该轴线L产生摆线式旋动，所述摆线轮41各具有数个凹设于外环周的沉凹孔411，以及数个供所述行星柱43穿设的穿孔412。该定位板42呈中空盘状，并具有一个能界定出一个内孔421的内环面422、一个相反于该内环面422的外环面423，及数个围绕该轴线L且呈等间隔设置于该内环面422与该外环面423之间的销孔424。所述行星柱43分别穿设于所述销孔424中。该外环套44具有数个环设于外表面且嵌固于该端盖22的内花键223的外花键441，以及数个环设于内表面且相对于所述沉凹孔411的凹弧槽442。每一个滚动件45能在对应的凹弧槽442中产生摆线式旋动。

该单向离合单元50安装于该摆线减速单元40一侧且安装于该内孔421中，并具有一个固定于该轴件10的卡制盘51、数个安装于该卡制盘51与该定位板42之间的滚柱52，及数个弹抵于该卡制盘51与所对应的滚柱52之间的弹性件53。该卡制盘51具有一个相对于该内环面422的外周面511，以及数个凹设于该外周面511的卡槽512，每一个卡槽512具有一个浅端513，以及一个围绕该轴线L位于该浅端513一侧且相距于该外周面511的深度大于该浅端513的深端514，每一个弹性件53的弹力恒使所对应的滚柱52保持朝所对应的浅端513移动的趋势，每一个滚柱52位于所对应的浅端513时，该定位板42相对于该卡制盘51产生定位，每一个滚柱52位于所对应的深端514时，该定位板42相对于该卡制盘51产生空转。

为供进一步了解本发明各组件配合所产生的作用、运用技术手段，以及所预期达成的功效，将再说明如下，相信当能由此而对本发明有更深入且具体的了解。

再如图2及图3所示，当整体组装完成后，利用所述行星柱43穿设于该定位板42与所述摆线轮41之间的作用，以及通过该单向离合单元50的设置，所述滚柱52卡制于所述卡槽512的浅端513，能使该定位板42相对于该卡制盘51产生定位。当启动该马达单元30时，该出力轴331及该偏心块47绕该轴线L朝第一方向Ⅰ(本实施例的第一方向Ⅰ为图3的逆时针方向)转动时，该偏心块47带动所述摆线轮41作逆时针转动，固定在该定位板42上的行星柱43呈定位不动，所述摆线轮41只作偏心公转而推动所述滚动件45并使该外环套44做逆时针转动，且利用该外环套44的外花键441与该端盖22的内花键223互相键结的作用，以及该端盖22螺接于该本体21的作用，该轮毂外壳20就会被带动而减速转动。

当该轴件10的出力轴331带动该偏心块47，且该偏心块47的偏心部471分别带动所述摆线轮41朝一个相反于该第一方向Ⅰ的第二方向Ⅱ作顺时针转动时，利用所述行星柱43穿设于该定位板42与所述摆线轮41之间的作用，以及通过该定位板42掣动所述滚柱52朝所述卡槽512的深端514移动的作用，该定位板42能相对于该卡制盘51转动，所述行星柱43会绕该轴线L公转，所述摆线轮41跟着自转，使得该马达单元30的动力与该外环套44断开，该轮毂外壳20不会被带动而转动。

也就是说，利用该单向离合单元50与该摆线减速单元40的配合，该马达单元30的动力带动该偏心块47逆时针转动能连动该轮毂外壳20转动，该马达单元30的动力带动该偏心块47顺时针转动不能连动该轮毂外壳20转动。

接着，再将本发明能产生的功效归纳如下:

一、利用该单向离合单元50与该摆线减速单元40的配合，能达到高扭力体积比的轮毂电机，在一定的扭力要求下又能达到轻量化的目的。

二、一体式的轴件10能沿该轴线L贯穿至该轮毂外壳20外部，该轴件10呈相反的两端的同心度佳，径向受力分布较为均匀，能降低运转噪音、耐用度高。

三、模块化设计的摆线减速单元40，使组装更方便，能降低制造成本。

再如图4及图5，本发明具高扭力体积比的轮毂电机的第二实施例类似于该第一实施例，差异处在于:该轮毂外壳20’的本体21’具有一个内花键211’，该摆线减速单元40的外环套44嵌固于该本体21’的内花键211’。当启动该马达单元30时，所述摆线轮41作偏心公转时，能使该外环套44及该轮毂外壳20’做逆时针转动。该第二实施例也能达到与第一实施例相同的目的及功效。

又如图6及图7，本发明具高扭力体积比的轮毂电机的第三实施例，该轮毂外壳20”的端盖22”具有一个凸伸至该容置空间24”的延伸部221”，该延伸部221”具有一个与该本体21”呈间隔设置的外壁面224”，该定位板42”固定于该轴件10。该摆线减速单元40”还包括一个嵌套于该外环套44”外部的外衬套46”，该单向离合单元50”采用单向轴承，且安装于该摆线减速单元40”的外衬套46”与该端盖22”的外壁面224”之间。该第三实施例也能达到与第一实施例相同的目的及功效。

又再如图8及图9，本发明具高扭力体积比的轮毂电机的第四实施例类似于第三实施例，该定位板420也固定于该轴件10，该摆线减速单元400还包括一个嵌套于该外环套440外部的外衬套460，该单向离合单元500安装于该摆线减速单元400的外衬套460与该本体210之间。该外衬套460呈阶级环圈状，并具有一个键合于该外环套440的大径段461、一个小径段462，以及一个连接于该大径段461与该小径段462之间的颈段463，所述摆线轮410与所述滚动件450对应于该大径段461，该单向离合单元500采用单向轴承，且安装于该小径段462与该本体210之间。该第四实施例也能达到与上述实施例相同的目的及功效。

又再如图10及图11，本发明具高扭力体积比的轮毂电机的第五实施例，与第一实施例的差异在于:该摆线减速单元4的各个摆线轮410具有数个凹设于其中一个侧端面的沉凹孔411’，所述沉凹孔411’呈弯弧状且围绕该轴线L呈连通状，所述滚动件450呈滚珠状，该外环套440平行于该轴线L的截面呈U形，并具有一个环壁443、两个相交连接于该环壁443两侧的端壁444，所述端壁444各具有数个对应于所述沉凹孔411’的凹弧槽442’，所述凹弧槽442’呈弯弧状且围绕该轴线L呈连通状，每一个滚动件450能在对应的沉凹孔411’、凹弧槽442’中产生摆线式旋动。利用第五实施例也能达成与第一实施例相同的目的及功效，且所述摆线轮410可相对于该外环套440产生顺畅的摆线式旋动。

综上所述，本发明具高扭力体积比的轮毂电机，在一定的扭力要求下能达到轻量化的目的，且整体体积小、制造组配容易，确实能达成本发明的目的。

Claims (8)

1.一种具高扭力体积比的轮毂电机，包含轴件、轮毂外壳、马达单元、摆线减速单元及单向离合单元，其特征在于：

所述轴件，沿轴线延伸；

所述轮毂外壳，受所述轴件所支撑并能绕所述轴件转动；

所述马达单元，安装于所述轮毂外壳中，并包括能输出转动力的出力轴；

所述摆线减速单元，安装于所述轮毂外壳中且位于所述马达单元一侧，并包括固定于所述出力轴的偏心块、至少一个受所述偏心块驱动的摆线轮、沿所述轴线设置于所述摆线轮一侧的定位板、数个定位于所述定位板且延伸至所述摆线轮的行星柱、围绕于所述摆线轮外部的外环套，以及数个安装于所述摆线轮与所述外环套之间的滚动件，所述摆线轮受所述偏心块带动相对于所述轴线产生摆线式旋动，所述定位板呈中空盘状，并具有能界定出内孔的内环面，及相反于所述内环面的外环面，所述行星柱设置于所述内环面与所述外环面之间；

所述单向离合单元，安装于所述摆线减速单元一侧，所述单向离合单元安装于所述内孔中，并具有固定于所述轴件的卡制盘、数个安装于所述卡制盘与所述定位板之间的滚柱，及数个弹抵于所述卡制盘与所对应的滚柱之间的弹性件，所述卡制盘具有相对于所述内环面的外周面，以及数个凹设于所述外周面的卡槽，每一个卡槽具有浅端，以及围绕所述轴线位于所述浅端一侧且相距于所述外周面的深度大于所述浅端的深端，每一个弹性件的弹力恒使所对应的滚柱保持朝所对应的浅端移动的趋势，每一个滚柱位于所对应的浅端时，所述定位板相对于所述卡制盘产生定位，所述出力轴绕所述轴线朝第一方向转动时，通过所述单向离合单元能连动所述轮毂外壳也朝所述第一方向转动，所述出力轴绕所述轴线朝相反于所述第一方向的第二方向转动时，所述轮毂外壳不会被带动。

2.根据权利要求1所述的具高扭力体积比的轮毂电机，其特征在于：所述轮毂外壳具有本体，及螺锁于所述本体一侧的端盖，所述本体与所述端盖共同界定出容置空间，所述端盖具有凸伸至所述容置空间的延伸部，所述延伸部具有内壁面，所述摆线减速单元的外环套嵌固于所述端盖的内壁面。

3.根据权利要求1所述的具高扭力体积比的轮毂电机，其特征在于：所述轮毂外壳具有本体，及螺锁于所述本体一侧的端盖，所述本体与所述端盖共同界定出容置空间，所述摆线减速单元的外环套嵌固于所述本体。

4.根据权利要求1所述的具高扭力体积比的轮毂电机，其特征在于：所述摆线减速单元的摆线轮具有数个凹设于外环周的沉凹孔，以及数个供所述行星柱穿设的穿孔，所述外环套具有数个凹弧槽，所述滚动件呈滚柱状，每一个滚动件能在对应的凹弧槽中产生摆线式旋动。

5.根据权利要求1所述的具高扭力体积比的轮毂电机，其特征在于：所述摆线减速单元的摆线轮具有数个凹设于侧端面的沉凹孔，所述沉凹孔呈弯弧状且围绕所述轴线呈连通状，所述摆线减速单元的滚动件呈滚珠状，所述外环套平行于所述轴线的截面呈U形，并具有环壁、两个相交连接于所述环壁两侧的端壁，所述端壁各具有数个对应于所述沉凹孔的凹弧槽，所述凹弧槽呈弯弧状且围绕所述轴线呈连通状，每一个滚动件能在对应的沉凹孔、凹弧槽中产生摆线式旋动。

6.一种具高扭力体积比的轮毂电机，包含轴件、轮毂外壳、马达单元、摆线减速单元及单向离合单元，其特征在于：

所述轴件，沿轴线延伸；

所述轮毂外壳，受所述轴件所支撑并能绕所述轴件转动，所述轮毂外壳具有本体，及螺锁于所述本体一侧的端盖，所述本体与所述端盖共同界定出容置空间，所述端盖具有凸伸至所述容置空间的延伸部；

所述马达单元，安装于所述轮毂外壳中，并包括能输出转动力的出力轴；

所述摆线减速单元，安装于所述轮毂外壳中且位于所述马达单元一侧，并包括固定于所述出力轴的偏心块、至少一个受所述偏心块驱动的摆线轮、沿所述轴线设置于所述摆线轮一侧的定位板、数个定位于所述定位板且延伸至所述摆线轮的行星柱、围绕于所述摆线轮外部的外环套，以及数个安装于所述摆线轮与所述外环套之间的滚动件，所述定位板固定于所述轴件，所述摆线轮受所述偏心块带动相对于所述轴线产生摆线式旋动，所述摆线减速单元还包括嵌套于所述外环套外部的外衬套，所述延伸部具有外壁面，所述单向离合单元安装于所述摆线减速单元的外衬套与所述端盖的外壁面之间；

所述单向离合单元，安装于所述摆线减速单元一侧，所述出力轴绕所述轴线朝第一方向转动时，通过所述单向离合单元能连动所述轮毂外壳也朝所述第一方向转动，所述出力轴绕所述轴线朝相反于所述第一方向的第二方向转动时，所述轮毂外壳不会被带动。

7.一种具高扭力体积比的轮毂电机，包含轴件、轮毂外壳、马达单元、摆线减速单元及单向离合单元，其特征在于：

所述轴件，沿轴线延伸；

所述轮毂外壳，受所述轴件所支撑并能绕所述轴件转动，所述轮毂外壳具有本体，及螺锁于所述本体一侧的端盖；

所述马达单元，安装于所述轮毂外壳中，并包括能输出转动力的出力轴；

所述摆线减速单元，安装于所述轮毂外壳中且位于所述马达单元一侧，并包括固定于所述出力轴的偏心块、至少一个受所述偏心块驱动的摆线轮、沿所述轴线设置于所述摆线轮一侧的定位板、数个定位于所述定位板且延伸至所述摆线轮的行星柱、围绕于所述摆线轮外部的外环套，以及数个安装于所述摆线轮与所述外环套之间的滚动件，所述定位板固定于所述轴件，所述摆线轮受所述偏心块带动相对于所述轴线产生摆线式旋动，所述摆线减速单元还包括嵌套于所述外环套外部的外衬套；

所述单向离合单元，安装于所述摆线减速单元一侧，且安装于所述摆线减速单元的外衬套与所述轮毂外壳的本体之间，所述出力轴绕所述轴线朝第一方向转动时，通过所述单向离合单元能连动所述轮毂外壳也朝所述第一方向转动，所述出力轴绕所述轴线朝相反于所述第一方向的第二方向转动时，所述轮毂外壳不会被带动。

8.根据权利要求7所述的具高扭力体积比的轮毂电机，其特征在于：所述摆线减速单元的外衬套呈阶级环圈状，并具有键合于所述外环套的大径段、小径段，以及连接于所述大径段与所述小径段之间的颈段，所述摆线轮与所述滚动件对应于所述大径段，所述单向离合单元安装于所述小径段与所述本体之间。