CN2379388Y - 采用具有中空转轴的直流电机的人力车辆助动装置 - Google Patents

Abstract

采用具有中空转轴的直流电机的人力车辆助动装置,包括一线绕盘式直流电机,一个减速离合装置以及用于安装所述直流电机和减速离合装置,并与人力车辆驱动轮连接的轮毂。直流电机具有中空转轴和固定的中心主轴,便于安装在自行车驱动轮的轴心处,可通过减速离合装置方便地直接带动驱动轮,简化了结构并消除了传统装置中固定轴与输出轴不同心的缺陷,可大大缩短整个装置的轴向尺寸。

Description

采用具有中空转轴的直流电机的人力车辆助动装置

本发明涉及人力车辆助动装置，特别是，涉及这样一种助动装置，采用直流电机作为动力，该直流电机具有中空转轴和固定的中心主轴。

用于人力车辆和自行车的电动驱动装置，多采用永磁直流电机，使用时，需用减速器与电机的输出转轴联结，再与自行车飞轮等安装。如果要安装在自行车轮圈内，还要设法在装置两端设计制作两固定轴，以便紧固在车架上，因此发展趋势是将直流电机和减速器等装置巧妙地组合在一起，装配在一根中心主轴上，中心主轴必须固定在车架上。而通常的驱动装置，需要复杂的结构安排，如庞声清等人的“电动车轮驱动器”公告号为2139540。否则就要设计制作两固定轴即所谓双半轴式结构，如李宜和的“自行车超薄轮圈式磁力驱动装置”，公告号为1102812。这类装置的不足是装配同心度差和结构复杂，难以保证固定主轴与电机输出轴的同心度，不仅使装置整体结构复杂、笨重，而且运转阻力大，可靠性差，效率下降。再者，因都采用印刷电机，易烧电子调速器。因此，需要一种结构简单，效率高，运行可靠的电驱动装置。

本发明的目的在于克服已在技术的上述缺陷，提出一种结构改良，采用具有中空转轴和固定的中心主轴的直流电机的人力车辆助动装置。

按照本发明的助动装置，包括一直流电机，一个减速-离合装置，以及，用于安装所述直流电机和减速离合装置并与人力车辆驱动轮连接的轮鼓，其特征在于，所述直流电机具有一中空的输出转轴，所述输出转轴的一端沿其轴线在一个方向上延伸到所述直流电机的壳体外，与所述减速-离合装置形成传动连接并经所述减速-离合装置带动所述轮鼓转动，所述直流电机还具有一与所述中空的输出转轴同轴的主轴，所述主轴的一段套在所述中空的输出转轴内，通过一个内轴承与所述输出转轴形成可相对转动的支承，并且，所述主轴与所述壳体形成固定连接。

由此可见，按照本发明的助动装置，具有一根与中空转轴同轴的主轴，用于将整个助动装置安装在车架上，这样，本发明的助动装置可很方便地安装在驱动轮的中央，通过与驱动轮连接的轮鼓来带动驱动轮。

显然，该结构不需要额外的固定轴，使得转动轴与安装轴在同一轴线上，并大大缩短了整个装置的轴向尺寸。

从下面的实施例中还将看到，本发明的助动装置可做得结构紧凑，重量轻，并具有低转速，大力矩，高效率等优点。

从具体的实例中还将看到，本发明的驱动装置，不仅运转平稳可靠，寿命长，效率高，力矩大而且适用于多种规格二轮三轮车驱动，不易损坏电子调速器等。

下面结合附图进一步详细本发明的最佳实施例，其中，

图1是本发明的一种用于人力车辆的助动装置实施例的结构示意图，

图2是用于图1实施例中的电流电机的示意图，

图3是直流电机的定子的示意图，

图4是直流电机的转子的示意图，

图5是直流电机的转子线圈的示意图，

参见图1，表示本发明的人力车辆电动助动装置的一个实施例。直流电机100安装在由轮罩29和轮盖28合成的轮鼓内，轮罩29有着用于同人力车辆驱动轮钢丝连接的突缘51、52。电机100的主轴18两端分别安装在车架上，中空转轴7略突出电机100壳体，套在主轴18的外面。减速离合装置由两组两级齿轮组件组成，安装在中空转轴7伸出电机100壳体的一侧与轮盖28之间的空间中。

电机的电源引接线15一旦通入电源后，电机输出空心齿轮轴7以固定主轴18为基准旋转，带动固定于电机前端8上两只减速齿轮20转动，进而带动第二级轴齿轮25旋转，也就带动输出齿轮26以固定主轴18为基准旋转。输出齿轮26内嵌装有定向离合器，离合器固定在轮盖轴承室27上，而轮盖轴承室27又与轮盖28牢牢固定，这样输出力矩通过离合器与轮盖轴承室27以及轮盖28轮罩29一起旋转。轮鼓具有可带动自行车驱动转动的装置。例如，轮罩29可直接整体轮幅结构的车轮内；或者，对于采用钢丝的车轮，轮罩29外凸缘两旁各布有18孔，可穿36根钢丝与自行车轮圈连接起来，最后驱动自行车后轮运转。轮盖轴承室27右侧留有装自行车飞34的位置。当脚踩时，人力通过飞34与轴承室27以及轮盖28、轮罩29，从而带动后轮转动，而输出齿轮26内的定向离合器自动脱开，以便电动、脚动两用。另外轮罩轴承室30左侧留有装自行车闸的位置。主轴18的左右端头留有螺纹，可以直接安装在车架上，用螺母固定。

直流电机100可以有多种形式，较好地，本发明采用的是线绕盘式永磁直流电机，这是一种高性能无铁电枢永磁直流电动机。由于是盘式结构，所以轴向长度小，转出力矩大，很适于装在车轮轮芯内直接驱动。而且这类电机较之盘式印刷绕组直流电机工作可靠稳定，不会损坏电子调速器。因为印刷绕组电机的转子铜片裸露在气隙中，一旦转子在机壳内有擦碰现象即引起短路，就会损坏电子调速器。图2是本实施例中的直流电机装配示意图；图3是本电机定子的示意图；图4是本电机转子的结构示意图；图5是本电机转子线圈的示意图。

参见图2至图5，转子电枢结构最好是将盘式电枢线圈1、平面型换向器2、空心齿轮轴7和模塑料3一起用模具注塑成型。中空转轴7为一齿轮轴，在电枢平衡槽内加适量平衡料6可对转子进行平衡处理。再装上内轴承4与外轴承5，就构成盘式电枢转子。电机后端盖12装上铁环11，从主轴18的左侧套入，至轴用挡圈17为止，用键16来固定电机后盖12与主轴18为一体。刷架13装电机后盖12上，刷架与电源线15嵌入主轴18的侧槽内。电机前端盖8装上轮铁环10与铵铁硼磁体9，永磁体多对极分布，轴向励磁。将转子电枢的内轴承4的内孔从右侧套入主轴18，至轴用挡圈17止，以转子电枢的外轴承5的外经套入电机前盖轴承室内，靠永磁体的吸力，将电机前后盖闭合，形成一带空心齿轮轴7和一固定主轴18的盘式直流电机100。最后在刷架13上装入电刷14，在电机前盖8上装入减速级定位轴承19。电机100的前盖8上装有一对减速器，包括定位轴承19以及轴承支架24，以便将电机输出力矩平衡可靠地传递给减速器。这样电机前盖8兼作减速器的定位基准与共用件，缩短了轴向尺寸，结构紧凑，而且前盖8用铝压件，易于散热，有利于钕铁硼磁体稳定工作。因这种电机设计转速不高，使齿轮的减速比较小，齿轮运转噪音也小，而且对称设计两组减速齿轮，可克服只用一组减速齿轮运转时有径向侧力造成运行不平衡，工作不够可靠的弊端。

本发明的驱动装置的另一特点是，由于采用线绕盘式直流电机，在减速器等大部分结构件尺寸不变情况下，可根据用户的不同需要，可派生出系列产品。譬如讲，用户电瓶有24V、36V等不同要求，或者自行车轮径有20″、22″、24″、26″等不同规格，输出转速要求不一样。在这种情况下，一般直流电机所构成的驱动装置，很难满足这些要求，或者讲可以满足这些条件，但制造费用很高。本发明所采用的线绕盘式直流电机，可以经过设计计算，只要改变线绕盘式电枢的线径与匝数，就可以实现输出功率具有一定范围的多种性能参数电机，进而实现外形尺寸不变的系列电动轮产品。当然了，这是指电机外径不变情况下，其输出是有一定范围的。

Claims (9)

1.采用具有中空转轴的直流电机的人力车辆助动装置，包括一直流电机，一个减速离合装置以及用于安装所述直流电机和减速离合装置并与人力车辆驱动轮连接的轮鼓。其特征是，直流电机具有一中空转轴和固定的中心主轴，中心主轴与电机壳体形成固定连接，中空转轴通过内轴承套在中心主轴外面并突出电机壳体一侧与减速离合装置形成传动连接，一起安装在轮鼓内。

2.根据权利要求1采用具有中空转轴的直流电机的人力车辆助动装置，其特征在于所述直流电机为线绕盘式永磁直流电动机。

3.根据权利要求2直流电机为线绕盘式永磁直流电动机，其特征在于所述直流电机的转子由盘式无铁电枢线圈、平面换向器、中空转轴和模塑料整体注塑成型，并留有可粘贴平衡物的平衡槽。

4.根据权利要求1采用具有中空转轴的直流电机的人力车辆助动装置，其特征在于所述直流电机的中空输出转轴由内外两个轴承分别套于中心主轴和电机壳体的前盖上。

5.根据权利要求1采用具有中空转轴的直流电机的人力车辆助动装置，其特征在于所述直流电机的中心主轴包括挡圈、键和电机壳体形成固定连接。

6.根据权利要求1采用具有中空转轴的直流电机的人力车辆助动装置，其特征在于电机中空输出轴齿轮与减速离合装置形成传动连接。

7.根据权利要求1采用具有中空转轴的直流电机的人力车辆助动装置，其特征在于采用的减速离合装置的输出级齿轮内嵌装定向离合器。

8.根据权利要求1采用具有中空转轴的直流电机的人力车辆助动装置，其特征在于所述轮鼓包括轮罩和轮盖。

9.根据权利要求1采用具有中空转轴的直流电机的人力车辆助动装置，其特征在于所述轮鼓的轮罩可采用轮幅结构的车轮一体化组合。

Images