CN220857821U - 中置电机及电动自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种中置电机及电动自行车，包括：驱动单元、减速器单元、离合结构以及安装壳体；所述驱动单元包括：定子组件和转子组件；所述转子组件转动安装在所述定子组件上；所述减速器单元包括：齿轮、蜗杆以及蜗轮；所述转子组件与所述齿轮啮合，所述蜗杆一端固定连接所述齿轮，另一端与所述蜗轮啮合；所述蜗轮连接所述离合结构，所述驱动单元、所述减速器单元以及所述离合结构安装在所述安装壳体内。本申请减速器单元的蜗杆、蜗轮、齿轮等结构设计紧凑，有较大传动比，可以实现高扭矩输出，并且该种设计方式的冲击载荷小、传动平稳、噪音低拥有较好降噪性能，同时本申请的空间利用率高，因此尺寸可以做到较小，可安装应用范围广。

Description

中置电机及电动自行车

技术领域

本实用新型涉及电动自行车领域，具体地，涉及中置电机及电动自行车。

背景技术

电动自行车出行方便，是许多家庭必备的交通工具，中置电机是发挥电动自行车助力功能的重要部件。中置电机传动机构的使用和布局不仅决定了电机的使用性能；装配制造难易程度；使用安装场合的范围；而且影响电动自行车的骑行效果。

目前现有的中置电机内部零件多，空间利用率低，在有限的空间内电机减速比低，不便于小型化设计。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种中置电机及电动自行车。

根据本实用新型提供的中置电机，包括：驱动单元、减速器单元、蜗轮输出轴、蜗轮单向离合器、中轴离合器、离合器套以及力矩传感器；

所述驱动单元输出端连接所述减速器单元，所述减速器单元输出端通过所述蜗轮单向离合器单向离合连接所述蜗轮输出轴，该单向离合连接指蜗轮可带动蜗轮输出轴转动，而蜗轮输出轴不能反过来带动蜗轮转动，为现有技术；

所述蜗轮输出轴上安装所述中轴离合器，所述力矩传感器上连接所述离合器套，所述离合器套和所述中轴离合器离合连接，该离合连接满足离合器套和中轴离合器共同转动的连接状态，以及离合器套和中轴离合器互不干涉的分离状态。

优选地，所述减速器单元包括：齿轮、蜗杆以及蜗轮；

所述蜗杆一端固定连接所述齿轮，另一端与所述蜗轮啮合。

优选地，所述驱动单元包括：定子组件和转子组件；

所述转子组件转动安装在所述定子组件上，所述转子组件与所述齿轮啮合。

优选地，所述蜗轮通过所述蜗轮单向离合器连接所述蜗轮输出轴；

所述蜗轮和所述蜗轮输出轴之间设置蜗轮轴承，所述蜗轮轴承设置在所述蜗轮单向离合器两端并通过离合器卡簧限位。

优选地，所述蜗轮输出轴的轴孔内设置中轴支撑轴承，所述力矩传感器的中轴转动安装在所述蜗轮输出轴的轴孔内并与所述中轴支撑轴承配合。

优选地，所述中轴离合器通过离合器卡簧限位，所述离合器套通过花键连接所述力矩传感器。

优选地，所述中轴支撑轴承通过轴承卡簧限位。

优选地，所述驱动单元安装在定子支架内，所述定子支架上安装端盖；

所述端盖连接箱体，所述箱体上设置有箱体端盖，所述减速器单元、所述蜗轮输出轴、所述蜗轮单向离合器、所述中轴离合器、所述离合器套以及所述力矩传感器安装在所述箱体和所述箱体端盖所形成的轴承室内。

优选地，所述蜗杆的两端设置有蜗杆轴承。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本申请减速器单元的蜗杆、蜗轮、齿轮等结构设计紧凑，有较大传动比，可以实现高扭矩输出，并且该种设计方式的冲击载荷小、传动平稳、噪音低拥有较好降噪性能，同时本申请的空间利用率高，因此尺寸可以做到较小，可安装应用范围广；

2、当骑行者停止踩踏，本申请通过中轴离合器的设计可以避免脚踩踏跟转，当电动自行车没有开启助力功能时，本申请通过蜗轮单向离合器不会把力传递给驱动单元，从而对电机驱动单元进行保护同时减小了骑行过程中的阻力；

3、本申请通过将两种离合器均直接设计在蜗轮输出轴上，便于实际生产时形状精度的把控。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为为中置电机的***图；

图2为驱动单元及减速器单元的结构示意图；

图3为箱体内部结构示意图；

图中所示：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：定子支架1、定子组件2、转子组件3、端盖4、箱体端盖5、箱体6、齿轮7、蜗杆8、蜗轮10、蜗轮输出轴11、蜗轮单向离合器14、蜗轮轴承15、离合器卡簧16、中轴离合器17、离合器套18以及力矩传感器19。

如图3所示，转子组件3转动安装在定子组件2上，转子组件3与齿轮7啮合，蜗杆8一端固定连接齿轮7，另一端与蜗轮10啮合，蜗轮输出轴11通过蜗轮单向离合器14单向离合连接蜗轮10，蜗轮10和蜗轮输出轴11之间设置蜗轮轴承15，蜗轮轴承15设置在蜗轮单向离合器14两端并通过离合器卡簧16限位。

蜗轮输出轴11上安装中轴离合器17，离合器套18和中轴离合器17离合连接，力矩传感器19连接离合器套18。中轴离合器17通过离合器卡簧16限位，离合器套18通过花键连接力矩传感器19。蜗轮输出轴11的轴孔内设置中轴支撑轴承12，中轴支撑轴承12通过轴承卡簧13限位。力矩传感器19的中轴转动安装在蜗轮输出轴11的轴孔内并与中轴支撑轴承12配合。

如图2所示，定子支架1上安装端盖4并与端盖4合围形成第一轴承室，箱体6连接端盖4，箱体6上安装箱体端盖5并与箱体端盖5合围形成第二轴承室。定子组件2和转子组件3安装在第一轴承室内，转子组件3一端穿过端盖4后延伸至第二轴承室并与第二轴承室内的齿轮7啮合，蜗杆8、蜗轮10以及离合结构均设置在第二轴承室内，蜗杆8的两端设置有蜗杆轴承9，蜗杆轴承9同时起轴向限位的作用。

工作原理：当骑行者开始踩踏时，中置电机开始助力电机启动，电机驱动由转子组件3的齿轮轴输出，转子组件3的齿轮轴和齿轮7啮合传动，带动同轴的蜗杆8转动，蜗杆8和蜗轮10啮合传动，蜗轮10通过蜗轮单向离合器14带动蜗轮输出轴11转动，完成扭矩的输出，离合器套18和中轴离合器17为连接状态，蜗轮输出轴11的扭矩输出通过离合器套18和力矩传感器19为骑行者提供助力。

当骑行者停止踩踏时，力矩传感器19把踏频阻尼信号传输到控制器(控制器为现有技术)，控制器调节离合器套18和中轴离合器17至分离状态，当骑行者停止踩踏时，驱动单元仍然工作，离合器套18不受蜗轮输出轴11的扭矩输出，不会造成骑行者随着电机跟转。

当电动自行车没有开启助力功能时，骑行者踩踏脚踏驱动自行车，先后通过力矩传感器19、离合器套18和中轴离合器17把踩踏力传递至蜗轮输出轴11从而驱动自行车；当踩踏力传递到蜗轮输出轴11时，通过蜗轮单向离合器14的单向离合作用，蜗轮输出轴11不会把力传递给驱动单元。

实施例2

实施例2作为实施例1的优选例。

如图1所示，本实施例包括：定子支架1、定子组件2、转子组件3、端盖4、箱体端盖5、箱体6、齿轮7、蜗杆8、蜗杆轴承9、蜗轮10、蜗轮输出轴11、中轴支撑轴承12、轴承卡簧13、蜗轮单向离合器14、蜗轮轴承15、离合器卡簧16、中轴离合器17、离合器套18、力矩传感器19。

如图2所示，定子组件2压装在定子支架1上，定子铁芯通过定子支架1的加工端面限位，转子组件3与定子组件2转动配合，转子组件3一端的轴承安装在定子支架1的第一轴承室内另一端的轴承与端盖4配合，同时通过螺钉把定子支架1和端盖4连接起来，形成一个密闭的驱动单元。

蜗杆8和蜗轮10啮合，蜗杆8上安装蜗杆轴承9，齿轮7按压在一端的蜗杆轴承9上并和蜗杆8连为一体，然后整体安装在箱体6的轴承室内。转子组件3的齿轮轴和压在蜗杆8上的齿轮7啮合，用螺栓把端盖4和箱体6、箱体端盖5紧固连接，形成完整的中置电机。

如图3所示，蜗轮10和蜗轮单向离合器14、蜗轮轴承15按照顺序压为一体后，套装在蜗轮输出轴11上，离合器卡簧16安装在蜗轮输出轴11的卡簧槽内对其进行限位。

中轴离合器17压装在蜗轮输出轴11上，并通过离合器卡簧16限位，离合器套18通过花键连接和力矩传感器19配合；蜗轮输出轴11轴孔内压入中轴支撑轴承12，连接离合器套18的力矩传感器19安装在入蜗轮输出轴11的轴孔内，力矩传感器19的中轴通过中轴支撑轴承12与蜗轮输出轴11转动配合；连为一体的蜗轮输出轴11和力矩传感器19，安装在箱体6上；箱体端盖5和蜗轮输出轴11配合好后，箱体6和箱体端盖5用螺栓连接为一体。

中置电机启动，电机驱动单元工作，通过齿轮7和蜗轮10、蜗杆8组成的减速器单元传递扭矩，通过蜗轮输出轴11输出扭矩。

具体地，当骑行者开始踩踏时，中置电机开始助力电机启动，电机驱动由转子组件3的齿轮轴输出，转子组件3的齿轮轴和齿轮7啮合，进行传动；带动同轴的蜗杆8转动，蜗杆8和蜗轮10啮合传动；蜗轮10通过蜗轮单向离合器14带动蜗轮输出轴11转动，完成扭矩的输出。

当骑行者停止踩踏时，力矩传感器19把踏频阻尼信号传输到控制器，控制器调节离合器套18和中轴离合器17的连接状态，从而当骑行者停止踩踏，电机仍然转动时，不会造成骑行者的脚随着电机跟转。

当电动自行车没有开启助力功能时，骑行者踩踏脚踏驱动自行车，通过力矩传感器19、离合器套18、中轴离合器17把踩踏力传递给蜗轮输出轴11从而驱动自行车；当踩踏力传递到蜗轮输出轴11时，由于蜗轮单向离合器14起到单向的离合作用，蜗轮输出轴11不会把力传递给转子组件3，从而对电机驱动单元进行保护同时减小了骑行过程中的阻力。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种中置电机，其特征在于，包括：驱动单元、减速器单元、离合结构以及安装壳体；

所述驱动单元包括：定子组件(2)和转子组件(3)；

所述转子组件(3)转动安装在所述定子组件(2)上；

所述减速器单元包括：齿轮(7)、蜗杆(8)以及蜗轮(10)；

所述转子组件(3)与所述齿轮(7)啮合，所述蜗杆(8)一端固定连接所述齿轮(7)，另一端与所述蜗轮(10)啮合；

所述蜗轮(10)连接所述离合结构，所述驱动单元、所述减速器单元以及所述离合结构安装在所述安装壳体内。

2.根据权利要求1所述中置电机，其特征在于，所述离合结构包括：蜗轮输出轴(11)、蜗轮单向离合器(14)、中轴离合器(17)、离合器套(18)以及力矩传感器(19)；

所述蜗轮输出轴(11)通过所述蜗轮单向离合器(14)单向离合连接所述蜗轮(10)，所述蜗轮输出轴(11)上安装所述中轴离合器(17)，所述离合器套(18)和所述中轴离合器(17)离合连接，所述力矩传感器(19)连接所述离合器套(18)。

3.根据权利要求1所述中置电机，其特征在于，所述安装壳体包括：定子支架(1)、端盖(4)、箱体端盖(5)以及箱体(6)；

所述定子支架(1)上安装所述端盖(4)并与所述端盖(4)合围形成第一轴承室，所述箱体(6)连接所述端盖(4)，所述箱体(6)上安装所述箱体端盖(5)并与所述箱体端盖(5)合围形成第二轴承室。

4.根据权利要求3所述中置电机，其特征在于：所述定子组件(2)和所述转子组件(3)安装在所述第一轴承室内，所述转子组件(3)一端穿过所述端盖(4)后延伸至所述第二轴承室并与所述第二轴承室内的齿轮(7)啮合，所述蜗杆(8)、所述蜗轮(10)以及所述离合结构均设置在所述第二轴承室内。

5.根据权利要求2所述中置电机，其特征在于：所述蜗轮(10)和所述蜗轮输出轴(11)之间设置蜗轮轴承(15)，所述蜗轮轴承(15)设置在所述蜗轮单向离合器(14)两端并通过离合器卡簧(16)限位。

6.根据权利要求2所述中置电机，其特征在于：所述蜗轮输出轴(11)的轴孔内设置中轴支撑轴承(12)，所述力矩传感器(19)的中轴转动安装在所述蜗轮输出轴(11)的轴孔内并与所述中轴支撑轴承(12)配合。

7.根据权利要求2所述中置电机，其特征在于：所述中轴离合器(17)通过离合器卡簧(16)限位，所述离合器套(18)通过花键连接所述力矩传感器(19)。

8.根据权利要求6所述中置电机，其特征在于：所述中轴支撑轴承(12)通过轴承卡簧(13)限位。

9.根据权利要求2所述中置电机，其特征在于：所述蜗杆(8)的两端设置有蜗杆轴承(9)。

10.一种电动自行车，其特征在于：采用权利要求1-9任一项所述中置电机。