專利名稱：電動自行車輪轂的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動自行車輪轂。
背景技術：
近年來，電動自行車作為一種環保、節能的交通工具已經逐漸被廣大消費者所接 受，無論在國內還是國外，電動自行車在世界范圍內的銷量也在逐年增加，電動自行車替代 自行車的趨勢逐步擴大，而電動自行車輪轂作為電動自行車的核心部件，其質量的好壞往 往決定著電動自行車整體的優劣。目前市場上常見的電動自行車輪轂的結構通常包括主軸、主軸上通過軸承安裝有 輪轂外殼，輪轂外殼內安裝有電機和行星輪減速機構，所述電機主要采用內定子外轉子結 構的無刷直流電機，其轉子上固定有套在主軸上的太陽齒輪，太陽齒輪嚙合有行星齒輪，行 星齒輪與固定在輪轂外殼上的內齒圈嚙合，行星齒輪通過軸承安裝在行星軸上，行星軸固 定在行星架上，行星架固定在主軸上；或者所述行星軸也可以固定在離合器上，而離合器固 定在主軸上，離合器的作用是防止電動車滑行時電機跟轉。此外現行的電動自行車輪轂中 通常都在電機上加裝用于檢測電機轉速的霍爾傳感器，所述霍爾傳感器與安裝在輪轂外部 的電機控制器通過導線相連。這種電動自行車輪轂的缺點之一是電機體積較大，導致整個 輪轂結構不夠緊湊，倘若再在輪轂外殼上加裝電機控制器、蓄電池等部件將使得整個輪轂 外形顯得較為臃腫。其次，現有電動自行車輪轂輸出扭矩小，工作效率低，并且隨著電動自 行車輪轂電機向著高效化、自動化方向發展的趨勢，現行輪轂電機定子不動而轉子旋轉的 工作方式越來越不適應諸如大速比減速、自動調整差速及增速或增調速等電機無線傳輸控 制要求。另外現行電動自行車輪轂中，霍爾傳感器內的霍爾元件通常都固定在定子上，而與 霍爾元件感應的磁性元件則固定在轉子上，由于現行輪轂電機中定子都是固定不動的，為 了防止電機及霍爾元件上的導線對輪轂外殼的旋轉造成干擾，只能將導線從輪轂外殼的軸 承孔內引出，為此必須將輪轂外殼軸承的直徑做的很大才能滿足導線的引出要求，這無疑 增加了制造成本。
發明內容
本發明目的是提供一種結構緊湊、輸出扭矩大、工作高效，且能夠更好的適應電 機無線傳輸控制要求的電動自行車輪轂。本發明的技術方案是一種電動自行車輪轂，包括主軸，所述主軸上通過輪轂外 殼軸承安裝有輪轂外殼，輪轂外殼內安裝有電機和用以帶動輪轂外殼旋轉的行星輪減速機 構，所述電機采用外定子內轉子結構，所述定子固定在輪轂外殼內壁上并可隨輪轂外殼一 同旋轉，所述轉子與行星輪減速機構相連。本發明中對于行星輪減速機構及其與轉子之間的連接結構方案具體如下所述轉 子上固定有套在主軸上的太陽齒輪，太陽齒輪嚙合有行星齒輪，行星齒輪與固定在輪轂外 殼上的輪轂內齒圈嚙合，行星齒輪通過行星軸承安裝在行星軸上，行星軸固定在行星架上，行星架固定在主軸上。當然，為了防止電動車滑行時電機跟轉，本發明中也可以同常規技術一樣在行星 輪減速機構中加入離合器，其具體方案如下所述轉子上固定有套在主軸上的太陽齒輪，太 陽齒輪嚙合有行星齒輪，行星齒輪與固定在輪轂外殼上的輪轂內齒圈嚙合，行星齒輪通過 行星軸承安裝在行星軸上，行星軸固定在離合器上，離合器固定在主軸上。進一步的，本發明中所述離合器采用現有的超越離合器。本發明中所述輪轂外殼內還安裝有霍爾傳感器，所述霍爾傳感器進一步包括固定 在主軸上的磁性元件及固定在輪轂外殼內壁上并與所述磁性元件相對的霍爾元件。并且所述定子和霍爾元件的導線均從輪轂外殼上設有的開孔內引出，并接入固定 在輪轂外殼上的電機控制器內。再進一步的，本發明中所述輪轂外殼包括順序固定的左端蓋、輪轂外殼本體和右 端蓋，所述左、右端蓋分別通過輪轂外殼軸承安裝在主軸上，所述霍爾元件固定在右端蓋 上，并且所述定子和霍爾元件的導線均從輪轂外殼本體上設有的開孔內引出。本發明中所述轉子通過兩檔轉子軸承安裝在主軸上。本發明在具體工作過程中，電機通過行星輪減速機構的作用減速輸出，使得輪轂 外殼減速運轉，并且輪轂外殼的旋轉方向與轉子相反；但同時因為輪轂外殼內壁上固定有 定子，定子又相對轉子反向旋轉，故相當于增大了電機本身的減速比，在保證輪轂外殼轉速 一定的情況下進一步提高了轉子轉速，從而增大了本發明整體的減速比，提高了它的輸出 扭矩，使它工作更為高效。本發明的優點是1.本發明提供的這種電動自行車輪轂中，由于電機采用外定子內轉子結構，并且 將定子固定在輪轂外殼內壁上，大大減小了電機體積，使得整個輪轂結構更加緊湊，方便在 輪轂外殼上加裝電機控制器、蓄電池等部件而不至于使整個輪轂外形顯得臃腫。2.本發明提供的這種電動自行車輪轂中，由于將定子固定在輪轂外殼上，其電機 在工作時除了借助行星輪減速機構迫使輪轂外殼減速旋轉之外，還通過定子和轉子的相對 旋轉增大了電機本身的減速比，以此進一步提高了轉子轉速，故相比現有技術，本發明的這 種電動自行車輪轂減速比更大，輸出扭矩也更大，工作效率則更高。3.本發明提供的這種電動自行車輪轂中，由于電機在工作時其定子和轉子能夠一 同旋轉，故更加適應諸如大速比減速、自動調整差速及增速或增調速等電機無線傳輸控制 要求；并且本實施例中固定在主軸上的磁性元件能夠同固定在右端蓋內壁上的霍爾元件更 好的配合來檢測輪轂外殼的轉速。4.本發明提供的這種電動自行車輪轂中，由于定子可隨同輪轂外殼一起旋轉，加 上霍爾傳感器內的霍爾元件是固定在輪轂外殼內壁上，也可隨同輪轂外殼內壁一同旋轉， 故定子和霍爾元件上的導線均可以直接從輪轂外殼上設有的開孔內引出，而無需擔心會對 輪轂外殼的旋轉造成干擾，為此本發明無需象現有技術那樣將輪轂外殼軸承的直徑做大， 從而能夠顯著的節約制造成本。
下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述
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圖1為本發明一種具體實施例的結構剖視圖；圖2為本發明另一具體實施例的結構剖視圖。其中1、主軸；2、輪轂外殼軸承；3、輪轂外殼；3a、左端蓋；3b、輪轂外殼本體；3c、 右端蓋；4、離合器；5、定子；6、轉子；7、太陽齒輪；8、行星齒輪；9、輪轂內齒圈；10、行星軸 承；11、行星軸；12、磁性元件；13、霍爾元件；14、轉子軸承；15、行星架。
具體實施例方式實施例1 如圖1所示，本實施例提供的這種電動自行車輪轂，包括主軸1，所述主 軸1上通過輪轂外殼軸承2安裝有輪轂外殼3，輪轂外殼3內安裝有電機、霍爾傳感器和行 星輪減速機構。本實施例中的輪轂外殼3由通過螺栓順序固定的左端蓋3a、輪轂外殼本體 3b和右端蓋3c —同構成，所述左、右端蓋3a、3c分別通過輪轂外殼軸承2安裝在主軸1上。 所述電機采用外定子內轉子結構，所述定子5固定在輪轂外殼3內壁上并可隨輪轂外殼3 一同旋轉。所述轉子6通過兩檔轉子軸承14安裝在主軸1上，轉子6上固定有套在主軸1 上的太陽齒輪7，太陽齒輪7嚙合有行星齒輪8，行星齒輪8與固定在輪轂外殼3上的輪轂 內齒圈9嚙合，行星齒輪8通過行星軸承10安裝在行星軸11上，行星軸11固定在離合器 4上，離合器4通過鍵槽配合固定在主軸1上，離合器4采用現有的超越離合器，同常規技 術一樣，其作用是防止電動車滑行時電機跟轉，最終目的是減小電動車滑行阻力。本實施例 中的霍爾傳感器由固定在主軸1上的磁性元件12和固定在右端蓋3c內壁上并與所述磁性 元件12相對的霍爾元件13以及相關導線一同構成。并且本實施例中所述定子5和霍爾元 件13的導線均從輪轂外殼本體3b頂部設有的開孔(圖中未標出)內引出，并接入固定在 輪轂外殼3上的電機控制器(圖中未畫出)內。本實施例在具體工作過程中，電機通過行星輪減速機構的作用減速輸出，使得輪 轂外殼3減速運轉，并且輪轂外殼3的旋轉方向與轉子6相反；但同時因為輪轂外殼3內壁 上固定有定子5，定子5又相對轉子6反向旋轉，故相當于增大了電機本身的減速比，在保證 輪轂外殼3轉速一定的情況下進一步提高了轉子6轉速，從而增大了本發明整體的減速比， 提高了它的輸出扭矩，使它工作更為高效。實施例2 如圖2所示，本實施例提供的這種電動自行車輪轂，包括主軸1，所述主 軸1上通過輪轂外殼軸承2安裝有輪轂外殼3，輪轂外殼3內安裝有電機、霍爾傳感器和行 星輪減速機構。本實施例中的輪轂外殼3由通過螺栓順序固定的左端蓋3a、輪轂外殼本體 3b和右端蓋3c —同構成，所述左、右端蓋3a、3c分別通過輪轂外殼軸承2安裝在主軸1上。 所述電機采用外定子內轉子結構，所述定子5固定在輪轂外殼3內壁上并可隨輪轂外殼3 一同旋轉。所述轉子6通過兩檔轉子軸承14安裝在主軸1上，轉子6上固定有 套在主軸1上的太陽齒輪7，太陽齒輪7嚙合有行星齒輪8，行星齒輪8與固定在輪轂外殼3 上的輪轂內齒圈9嚙合，行星齒輪8通過行星軸承10安裝在行星軸11上，行星軸11固定 在行星架15上，行星架15通過鍵槽配合固定在主軸1上。本實施例中的霍爾傳感器由固 定在主軸1上的磁性元件12和固定在右端蓋3c內壁上并與所述磁性元件12相對的霍爾 元件13以及相關導線一同構成。并且本實施例中所述定子5和霍爾元件13的導線均從輪 轂外殼本體3b頂部設有的開孔(圖中未標出)內引出，并接入固定在輪轂外殼3上的電機 控制器(圖中未畫出)內。
本實施例的具體工作原理同實施例1，不再多述，當然值得一提的是由于本實施例 中沒有安裝離合器4，故同常規技術一樣，當電動車滑行時本實施例無法有效防止電機跟 轉，造成電動車的滑行阻力稍大。上述兩個實施例的優點如下
1.由于電機采用外定子內轉子結構，并且將定子5固定在輪轂外殼3內壁上，大大 減小了電機體積，使得整個輪轂結構更加緊湊，方便在輪轂外殼3上加裝電機控制器、蓄電 池等部件而不至于使整個輪轂外形顯得臃腫。2.由于將定子5固定在輪轂外殼3上，其電機在工作時除了借助行星輪減速機構 迫使輪轂外殼3減速旋轉之外，還通過定子5和轉子6的相對旋轉增大了電機本身的減速 比，以此進一步提高了轉子6轉速，故相比現有技術，本實施例的這種電動自行車輪轂減速 比更大，輸出扭矩也更大，工作效率則更高。3.由于電機在工作時其定子5和轉子6能夠一同旋轉，故更加適應諸如大速比減 速、自動調整差速及增速或增調速等電機無線傳輸控制要求；并且本實施例中固定在主軸 1上的磁性元件12能夠同固定在右端蓋3c內壁上的霍爾元件13更好的配合來檢測輪轂外 殼3的轉速。4.由于定子5可隨同輪轂外殼3 —起旋轉，加上霍爾傳感器內的霍爾元件13是固 定在輪轂外殼3內壁上，也可隨同輪轂外殼3內壁一同旋轉，故定子5和霍爾元件13上的 導線均可以直接從輪轂外殼3上設有的開孔內引出，而無需擔心會對輪轂外殼3的旋轉造 成干擾，為此本發明無需象現有技術那樣將輪轂外殼軸承2的直徑做大，從而能夠顯著的 節約制造成本。當然上述兩個實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項 技術的人能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據 本發明主要技術方案的精神實質所做的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之 內。
權利要求
一種電動自行車輪轂，包括主軸(1)，所述主軸(1)上通過輪轂外殼軸承(2)安裝有輪轂外殼(3)，輪轂外殼(3)內安裝有電機和用以帶動輪轂外殼(3)旋轉的行星輪減速機構，其特征在于所述電機采用外定子內轉子結構，所述定子(5)固定在輪轂外殼(3)內壁上并可隨輪轂外殼(3)一同旋轉，所述轉子(6)與行星輪減速機構相連。
2.根據權利要求1所述的電動自行車輪轂，其特征在于所述轉子(6)上固定有套在主 軸(1)上的太陽齒輪(7)，太陽齒輪(7)嚙合有行星齒輪(8)，行星齒輪(8)與固定在輪轂 外殼(3)上的輪轂內齒圈(9)嚙合，行星齒輪(8)通過行星軸承(10)安裝在行星軸(11) 上，行星軸(11)固定在行星架(15)上，行星架(15)固定在主軸(1)上。
3.根據權利要求1所述的電動自行車輪轂，其特征在于所述轉子(6)上固定有套在主 軸(1)上的太陽齒輪(7)，太陽齒輪(7)嚙合有行星齒輪(8)，行星齒輪(8)與固定在輪轂 外殼(3)上的輪轂內齒圈(9)嚙合，行星齒輪(8)通過行星軸承(10)安裝在行星軸(11) 上，行星軸(11)固定在離合器(4)上，離合器(4)固定在主軸(1)上。
4.根據權利要求1或2或3所述的電動自行車輪轂，其特征在于所述輪轂外殼(3)內 還安裝有霍爾傳感器，所述霍爾傳感器包括固定在主軸(1)上的磁性元件(12)及固定在輪 轂外殼⑶內壁上并與所述磁性元件(12)相對的霍爾元件(13)。
5.根據權利要求4所述的電動自行車輪轂，其特征在于所述定子(5)和霍爾元件(13) 的導線均從輪轂外殼(3)上設有的開孔內引出，并接入固定在輪轂外殼(3)上的電機控制 器內。
6.根據權利要求5所述的電動自行車輪轂，其特征在于輪轂外殼(3)包括順序固定的 左端蓋(3a)、輪轂外殼本體(3b)和右端蓋(3c)，所述左、右端蓋(3a、3c)分別通過輪轂外 殼軸承(2)安裝在主軸(1)上，所述霍爾元件(13)固定在右端蓋(3c)上，并且所述定子 (5)和霍爾元件(13)的導線均從輪轂外殼本體(3b)上設有的開孔內引出。
7.根據權利要求1或2或3所述的電動自行車輪轂，其特征在于轉子(6)通過兩檔轉 子軸承(14)安裝在主軸(1)上。
8.根據權利要求3所述的電動自行車輪轂，其特征在于所述離合器(4)為超越離合器。
全文摘要
本發明公開了一種電動自行車輪轂，包括主軸，所述主軸上通過輪轂外殼軸承安裝有輪轂外殼，輪轂外殼內安裝有電機和用以帶動輪轂外殼旋轉的行星輪減速機構，所述電機采用外定子內轉子結構，所述定子固定在輪轂外殼內壁上并可隨輪轂外殼一同旋轉，所述轉子與行星輪減速機構相連。本發明結構緊湊、輸出扭矩大、工作高效，且能夠更好的適應電機無線傳輸控制要求。
文檔編號H02K7/14GK101856948SQ20101019058
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月3日 優先權日2010年6月3日
發明者丁俊, 王清華, 賀先兵 申請人:蘇州八方電機科技有限公司