CN220358952U - 轮毂马达 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种轮毂马达，包括心轴、定子、转子、外壳、套筒及安装座。心轴固定于自行车车架，具有相对的第一端及第二端，并具有沿着心轴的径向方向突出心轴的径向外侧面的凸块。凸块位于延伸方向上靠近第二端的一侧。定子固定于心轴上并靠近第一端。转子套设于心轴上，并以心轴为轴绕定子枢转。外壳套设于心轴上，并受转子驱动而以心轴为轴枢转，外壳容纳定子及转子。套筒可转动地套设于心轴的第二端上并固接于外壳。安装座连接于心轴上并套设于凸块，可沿着延伸方向滑动但不可沿着心轴的周方向转动。安装座邻接于套筒，并具有朝向套筒的感测单元。

Description

轮毂马达

技术领域

本申请是关于一种马达，尤指一种装设于自行车上的轮毂马达。

背景技术

轮毂马达(Hub motor)为一种通过内部机构驱动外壳旋转的马达。应用于自行车上时，轮毂马达安装于自行车的前轮或后轮，而轮毂马达的外壳与前轮或后轮连接。轮毂马达能作为自行车的辅助动力以带动车轮转动。

为了对轮毂马达进行良好的控制及监测，不可避免的需要在轮毂马达上安装传感器，而如何提升传感器的感测精确度并避免受到外在环境的影响，为一大挑战。

实用新型内容

本申请所要解决的技术问题在于提供一种轮毂马达，其中的感测单元具有能快速准确安装的优点，且具有较佳的感测精度。

为达上述优点，本申请一实施例提供一种轮毂马达，适于安装于自行车，轮毂马达包括：心轴、定子、转子、外壳、套筒及安装座。心轴固定于自行车的车架，且沿着延伸方向具有相对的第一端及第二端，并具有沿着心轴的径向方向突出心轴的径向外侧面的凸块，凸块位于延伸方向上靠近第二端的一侧。定子固定于心轴上并靠近第一端。转子套设于心轴上，并以心轴为轴绕定子枢转。外壳套设于心轴上，并受转子驱动而得以心轴为轴枢转，外壳具有容置空间，容置空间容纳定子及转子。套筒可转动地套设于心轴的第二端上并固接于外壳。安装座连接于心轴上并套设于凸块，可沿着延伸方向滑动但不可沿着心轴的周方向转动，安装座邻接于套筒，并具有朝向套筒的感测单元。

在一实施例中，上述的安装座具有盘体，盘体具有中央开口，中央开口的轮廓对应心轴及凸块的形状。

在一实施例中，上述的中央开口的周缘形成有沿着延伸方向朝向套筒延伸的第一凸环，第一凸环具有对应凸块的位置并朝向径向方向的对位槽。

在一实施例中，上述的盘体的外周缘形成有沿着延伸方向朝向套筒延伸的第二凸环，第二凸环、盘体、心轴及套筒共同形成位于套筒一侧的第一设置空间，感测单元位于第一设置空间内。

在一实施例中，上述的套筒具有沿着延伸方向朝向第一端延伸的第三凸环，第二凸环具有位于第二凸环的径向内侧面上的第一卡扣环，第一卡扣环可转动地卡接第三凸环。

在一实施例中，上述的第三凸环的内径沿着第二端往第一端渐缩，且第三凸环的径向内侧面围绕出第二设置空间，第二设置空间内设置有朝向感测单元的基板。

在一实施例中，上述的第三凸环具有朝向安装座的开口，基板的尺寸大于开口。

在一实施例中，上述的第三凸环的内径沿着第二端往第一端渐缩，且第三凸环的外表面设有第二卡扣环，第二卡扣环可滑动地卡接第二卡扣环。

在一实施例中，上述的心轴的径向外侧面具有朝向径向方向并沿着延伸方向延伸的走线通道，安装座具有对应走线通道位置的走线开口。

在一实施例中，上述的心轴的径向外侧面具有沿着径向方向延伸的限位块，限位块邻接凸块。

以上说明，本申请的轮毂马达因为将感测单元安装于固定在心轴的安装座，且安装座通过心轴的凸块与心轴卡接因此具有能快速组装定位的优点，且因为安装座远离定子及转子，因此安装座上的感测单元将远离定子及转子而减少受到定子转子的电磁场影响而具有较高的准确度。

有关本申请的其它功效及实施例的详细内容，配合图式说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1A为本申请一实施例的轮毂马达的***示意图；

图1B为图1A的轮毂马达另一视角的***示意图；

图2为图1A的轮毂马达的剖面示意图；

图3为图1A的心轴的中轴件的立体示意图；

图4为图3的中轴件连接安装座的立体示意图；

图5为图2的中轴件、套筒及安装座组合处的局部剖面示意图；

图6为图1A实施例中，中轴件、套筒及安装座的组合示意图。

符号说明

1：轮毂马达 2：心轴

2A：第一端 2B：第二端

21：连接件 211：套接筒

212：盘体 213：通道

22：中轴件 22a：第一段

22b：第二段 221：限位块

221a：推抵面 222：走线通道

223：凸块 3：定子

31：电磁铁组件 32：控制单元

4：转子 5：外壳

51：孔洞 5A：本体

5B：侧盖 5C：行星齿轮组

501：第一穿孔 501a：设置槽

502：第二穿孔 52a、52b：滚动轴承

6：套筒 61：内筒

611：第三凸环 611a：第二卡扣环

612：第二基板 613：开口

62：外筒 7：安装座

71：盘体 71a：中央开口

71b：走线开口 72：第一凸环

72a：对位槽 73：第二凸环

73a：第一卡扣环 74：第一基板

74a：感测单元 8：电源线

81：导线 S1：容置空间

S2：第一设置空间 S3：第二设置空间

D1：延伸方向 D2：周方向

D3：间隔

具体实施方式

在下文的实施方式中所述的位置关系，包括：上，下，左和右，若无特别指明，皆是以图式中组件绘示的方向为基准。

图1A为本申请一实施例的轮毂马达的***示意图。图1B为图1A的轮毂马达另一视角的***示意图。图2为图1A的轮毂马达的剖面示意图。如图1A至图2所示，本实施例所提供的轮毂马达1适于安装于自行车(图未示)，且包括：心轴2、定子3、转子4、外壳5、套筒6以及安装座7。心轴2固定于自行车的车架(图未示)，且沿着延伸方向D1具有相对的第一端2A及第二端2B(见图2)，并具有沿着心轴2的径向方向突出心轴2的径向外侧面的凸块223，凸块223位于延伸方向D1上靠近第二端2B的一侧。定子3固定于心轴2上并靠近第一端2A。转子4套设于心轴2上，并以心轴2为轴绕定子3枢转。外壳5套设于心轴2上，并且适于受到转子4驱动而得以心轴2为轴枢转。外壳5具有容置空间S1，容置空间S1适于容纳定子3及转子4。套筒6可转动地套设于心轴2的第二端2B上并固接于外壳5。安装座7连接于心轴2上并套设于凸块223，可沿着延伸方向D1滑动但不可沿着心轴2的周方向D2转动，安装座7邻接于套筒6，具有朝向套筒6的感测单元74a(见图5)。

具体而言，在本实施例中的轮毂马达1例如是安装于自行车的后轮的位置上，心轴2例如是固定于自行车的车架，而外壳5则例如是通过外壳5上的多个孔洞51所连接多个辐条(spoke)而间接连接于自行车的后轮的轮框上，以在旋转时带动后轮旋转。轮毂马达1的安装位置不以后轮为限。

如图1A及图2所示，在本实施例中，心轴2例如为内部具有沿着延伸方向D1贯穿心轴2内部的空腔的空心轴体，包括可彼此组卸分离的连接件21及中轴件22。连接件21于靠近第一端2A的一端于组装时凸出于外壳5外，用于连接自行车的车架(图未示)，另一端则位于外壳5的容置空间S1内，用于连接中轴件22及定子3。中轴件22的一端连接连接件21，另一端延伸至外壳5外并连接自行车的车架(图未示)，用于支撑转子4、外壳5内的行星齿轮组5C、外壳5的侧盖5B、安装座7及套筒6。

于具体结构上，如图1B至图2所示，在本实施例中，连接件21例如于靠近第二端2B的一端设有用于连接中轴件22的套接筒211，并于套筒6的径向外侧面沿着径向方向延伸有盘体212，定子3连接于盘体212上。

如图1A及图2所示，在本实施例中，连接件21上例如还设有沿着延伸方向D1延伸并于连接件21的径向外侧面凹陷的通道213，通道213适于容纳电源线8，并让电源线8能由轮毂马达1的外部沿着通道213连接到位于容置空间S1内的定子3。

图3为图1A的心轴的中轴件的立体示意图。如图3所示，心轴2的中轴件22例如是具有第一段22a及第二段22b。第一段22a靠近第一端2A，第二段22b靠近第二端2B。心轴2的径向外侧面于第一段22a及第二段22b之间例如设有沿着径向方向延伸的限位块221。前述段落所提到的凸块223例如是邻接于限位块221，并由限位块221沿着延伸方向D1朝向第二端2B延伸，但不以此为限。

限位块221可用于定位行星齿轮组5C，但不以此为限。具体而言，如图3所示，限位块221例如是朝向第一端2A的一侧形成有推抵面221a，如图2所示，组装时行星齿轮组5C套设于限位块221上，并受到限位块221的推抵面221a抵接而不能沿着延伸方向D1在心轴2上朝向第二端2B移动。

图4为图3的心轴连接安装座的立体示意图。如图3及图4所示，在本实施例中，中轴件22于第一段22a的一侧的径向外表面朝向心轴2的轴心内凹有走线通道222。走线通道222由限位块221靠近第二端2B的一端沿着延伸方向D1朝向第一端2A延伸，且走线通道222的底面朝向中轴件22的径向方向。组装时轮毂马达1内部的导线81(见图4)可以通过走线通道222由行星齿轮组5C靠近第一端2A的一侧延伸至靠近第二端2B的一侧。此外，因在本实施例中走线通道222不会在中轴件22上形成连通心轴2的径向外径面及径向内径面的穿孔，因此中轴件22可以具有较佳的结构强度，但走线通道222的详细设计并不以此为限。

如图1A及图2所示，在本实施例中，定子3例如包括电磁铁组件31。电磁铁组件31例如是套设于心轴2的连接件21上，并通过来自轮毂马达1外部的电源线8所提供的电流来产生电磁场。其中，电磁场的大小例如是通过电连接电磁铁组件31的控制单元32控制，以便改变转子4相对于定子3的转动速度。

在本实施例中，控制单元32例如是连接于电磁铁组件31而位于容置空间S1内，但不以此为限，具体而言，在其他实施例中控制单元32例如是安装在自行车上的其他位置(例如手把上的控制器)，并例如是通过电源线8电连接容置空间S1内的电磁铁组件31而位于容置空间S1外。

在本实施例中，外壳5例如包含本体5A、侧盖5B及行星齿轮组5C。本体5A的内部形成容置空间S1，孔洞51位于本体5A的外表面上。侧盖5B用于覆盖于本体5A的一侧的开口613(因已覆盖住，故未标号)上，以保护容置空间S1内的心轴2、定子3、转子4及行星齿轮组5C等组件。行星齿轮组5C连接于外壳5及转子4之间，用以在转子4转动时，带动外壳5转动。其中，本体5A及侧盖5B对应于心轴2的轴线上分别设置有第一穿孔501及第二穿孔502。第一穿孔501的周围形成有设置槽501a，设置槽501a位于容置空间S1中，用以容纳滚动轴承52a。而外壳5通过滚动轴承52a可转动地套设于连接件21上。滚动轴承52a例如是径向轴承，但不以此为限。

请参考图1A至图2及图4所示，在本实施例中，安装座7例如是在组装时固定在凸块223上并邻接于套筒6的盖体。具体而言，安装座7包括盘体212、第一凸环72及第二凸环73。

如图4所示，盘体212例如具有中央开口71a及走线开口71b。中央开口71a位于盘体212的中心，中央开口71a的轮廓对应心轴2及凸块223的形状。走线开口71b对应走线通道222位置设置，但不以此为限。第一凸环72形成于中央开口71a的周缘，第一凸环72沿着延伸方向D1朝向套筒6延伸，并具有对位槽72a。对位槽72a对应凸块223的位置且开口方向朝向心轴2的径向方向开启。当安装座7套设于中轴件22上时，对位槽72a朝向周方向D2的壁面抵接凸块223朝向周方向D2的壁面，防止安装座7沿着心轴2的周方向D2转动。

如图4所示，第二凸环73形成于盘体212的外周缘，第二凸环73沿着延伸方向D1朝向套筒6延伸，并例如具有位于第二凸环73的径向内侧面上的第一卡扣环73a，但第一卡扣环73a的位置不以此为限，第一卡扣环73a例如用于将安装座7可转动地卡扣于套筒6上(详细后述)。

安装座7通过第二凸环73、盘体212及心轴2与套筒6的壁面共同形成位于套筒6一侧的第一设置空间S2。第一设置空间S2中例如包括安装有感测单元74a的第一基板74，第一基板74安装于盘体212上，且感测单元74a朝向套筒6。由于感测单元74a安装于不会相对于心轴2转动的安装座7上，且心轴2固接于自行车的车架，因此感测单元74a在轮毂马达1作动时不会相对于心轴2旋转而具有较佳的感测精度。感测单元74a例如是速度传感器，但不以此为限。上述说明仅是举例，对于安装座7的详细形状并不以此为限，而可依据需求变更。

如图1A至图2所示，在本实施例中，套筒6例如是棘轮座。套筒6包含内筒61及外筒62。内筒61通过滚动轴承52b(见图5)可旋转地套设于心轴2的中轴件22上并通过靠近第一端2A的一端固接于外壳5。外筒62用于与自行车的齿盘(图未示)连接。内筒61及外筒62之间具有内棘轮结构(图未示)，内棘轮结构适于使外筒62只能沿著作动方向带动内筒61旋转，并于沿着相反于作动方向的方向旋转时，无法带动内筒61旋转。当使用者踩动踏板时，能通过自行车的链条(图未示)带动齿盘进而带动棘轮座及外壳5转动。

图5为图2的中轴件、套筒及安装座组合处的局部剖面示意图。如图1A及图5所示，在本实施例中，内筒61于靠近第一端2A的一侧(位于容置空间S1内)具有朝向第一端2A延伸的沿着延伸方向D1朝向第一端2A延伸的第三凸环611，且第三凸环611的径向内侧面围绕出第二设置空间S3，如图5所示，第二设置空间S3位于第一设置空间S2内，第二设置空间S3用于设置并容纳有朝向感测单元74a的第二基板612。第二基板612的形状例如是环状的板体，但不以此为限。

在本实施例中，第三凸环611的径向内侧面例如为多边形，因此如图5所示，第三凸环611在绕着心轴2的部分角度的切面上，第三凸环611所围绕出来的开口613的尺寸小于第二基板612的外径尺寸，使得第三凸环611的内径沿着第二端2B往第一端2A渐缩(如图5)，而在其他角度的切面上第三凸环611所围绕出来的开口613的尺寸等于或大于第二基板612的尺寸，使得第三凸环611的内径没有沿着第二端2B往第一端2A渐缩(图未示)。因第二基板612一部份边缘的尺寸大于开口613的尺寸，组合时可以通过第三凸环611的材料弹性将第二基板612卡设至第三凸环611内，但详细的安装方式不以此为限。另外，如图5所示，在本实施例中，安装座7的第一凸环72远离盘体212的一端例如是在组装时靠近滚动轴承52b，第二基板612的靠近第一凸环72的一端(内环面)抵接第一凸环72的内侧表面，但不以此为限。

图6为图1A实施例的中轴件、套筒及安装座的组合示意图。如图5及图6所示，在本实施例中，第三凸环611的径向外侧面(外表面)设有第二卡扣环611a。第二卡扣环611a可滑动地卡接第一卡扣环73a。如图6所示，通过此构造，在组合时套筒6可以卡接在安装座7上，并相对于安装座7转动。且在卡设时，于安装座7及限位块221之间形成间隔D3。

通过上述构造，在本实施例中，第一基板74及感测单元74a相对于第二基板612设置，第二基板612上可以设置其他组件，例如在一些图未示的实施例中，第二基板612上可以设置对应感测单元74a的被感测组件，以提高感测单元74a的准确度。在其他实施例中，第二基板612及第一基板74上可以各自设有感应线圈组，第二基板612上的其他电子组件可以通过感应线圈组，在不依靠导线的状况下获得来自第一基板74所提供的电流。但第一基板74、第二基板612上的电子组件相关组件并不以此为限。

此外，如图5所示，由于轮毂马达1内的第一基板74及第二基板612位于第一设置空间S2并受到套筒6及安装座7围绕，因此可以避免受到外在环境污染，避免感测单元74a等电子组件受到影响，而具有较高感测精确度。

以上说明，本申请的轮毂马达因为将感测单元安装于固定在心轴的安装座，且安装座通过心轴的凸块与心轴卡接因此具有能快速组装定位的优点，且因为安装座远离定子及转子，因此安装座上的感测单元远离将远离定子及转子而减少受到定子转子的电磁场影响而具有较高的准确度。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本申请技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本申请技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本申请内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修饰为其它等效的实施例，但仍应视为与本申请实质相同的技术或实施例。

Claims (10)

1.一种轮毂马达，适于安装于一自行车，其特征在于，该轮毂马达包括：

一心轴，固定于该自行车的一车架，且沿着一延伸方向具有相对的一第一端及一第二端，并具有沿着该心轴的一径向方向突出该心轴的径向外侧面的一凸块，该凸块位于该延伸方向上靠近该第二端的一侧；

一定子，固定于该心轴上并靠近该第一端；

一转子，套设于该心轴上，并以该心轴为轴绕该定子枢转；

一外壳，套设于该心轴上，并受该转子驱动而得以该心轴为轴枢转，该外壳具有一容置空间，该容置空间容纳该定子及该转子；

一套筒，可转动地套设于该心轴的该第二端上并固接于该外壳；

一安装座，连接于该心轴上并套设于该凸块，可沿着该延伸方向滑动但不可沿着该心轴的一周方向转动，该安装座邻接于该套筒，并具有朝向该套筒的一感测单元。

2.根据权利要求1所述的轮毂马达，其特征在于，该安装座具有一盘体，该盘体具有一中央开口，该中央开口的轮廓对应该心轴及该凸块的形状。

3.根据权利要求2所述的轮毂马达，其特征在于，该中央开口的周缘形成有沿着该延伸方向朝向该套筒延伸的一第一凸环，该第一凸环具有对应该凸块的位置并朝向该径向方向的一对位槽。

4.根据权利要求2所述的轮毂马达，其特征在于，该盘体的外周缘形成有沿着该延伸方向朝向该套筒延伸的一第二凸环，该第二凸环、该盘体、该心轴及该套筒共同形成位于该套筒一侧的一第一设置空间，该感测单元位于该第一设置空间内。

5.根据权利要求4所述的轮毂马达，其特征在于，该套筒具有沿着该延伸方向朝向该第一端延伸的一第三凸环，该第二凸环具有位于该第二凸环的径向内侧面上的一第一卡扣环，该第一卡扣环可转动地卡接该第三凸环。

6.根据权利要求5所述的轮毂马达，其特征在于，该第三凸环的内径沿着该第二端往该第一端渐缩，且该第三凸环的径向内侧面围绕出一第二设置空间，该第二设置空间内设置有朝向该感测单元的一基板。

7.根据权利要求6所述的轮毂马达，其特征在于，该第三凸环具有朝向该安装座的一开口，该基板的尺寸大于该开口。

8.根据权利要求5所述的轮毂马达，其特征在于，该第三凸环的内径沿着该第二端往该第一端渐缩，且该第三凸环的外表面设有一第二卡扣环，该第二卡扣环可滑动地卡接该第二卡扣环。

9.根据权利要求1所述的轮毂马达，其特征在于，该心轴的径向外侧面具有朝向该径向方向并沿着该延伸方向延伸的一走线通道，该安装座具有对应该走线通道位置的一走线开口。

10.根据权利要求1所述的轮毂马达，其特征在于，该心轴的径向外侧面具有沿着该径向方向延伸的一限位块，该限位块邻接该凸块。