一种同轴式中置电机的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种同轴式中置电机，尤其涉及一种同轴式中置电机。


背景技术：

[0002]
在电动助力自行车领域，中置电机是指电动助力自行车的驱动电机安装在车身的中间位置即脚踏位置的电机，该电机与车身连接，并通过链条与后轮进行连接而传递动力，同时电机的两侧安装有脚踏，骑行者可以通过脚踏实现自行车的人力骑行，也可以选择电机配合人力的方式骑行。现有的市场上中置电机传动轴与脚踏曲柄的传动轴的轴心不重合，动力输出传递过程中有较大的机械损耗。电机的转子组件与齿轮变速机构的传动过程复杂，容易造成磨损，电机运行时噪音大，影响电机的使用寿命，故需要对此做出改进。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型针对现有技术中存在的中置电机传动轴与脚踏曲柄的传动轴的轴心不重合，电机的转子组件与齿轮变速机构的传动过程复杂，容易造成磨损，电机运行时噪音大，影响电机的使用寿命等缺陷，提供了一种新的同轴式中置电机。
[0004]
为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现：
[0005]
一种同轴式中置电机，包括机壳、中轴、定子组件、转子组件、变速模块、离合器模块，所述定子组件、所述转子组件、所述变速模块、所述离合器模块位于所述机壳内部，所述定子组件套设在所述转子组件内部并连接到所述机壳上，所述中轴穿过所述定子组件、所述转子组件、所述变速模块、所述离合器模块，所述变速模块与所述转子组件相连接，所述离合器模块分别与所述中轴、所述变速模块相连接，所述中轴穿过所述机壳并伸出所述机壳外。
[0006]
机壳为定子组件、转子组件等部件提供支撑定位与保护，使其安装定位可靠，免受外力损坏。在定子组件通电时，能够通过电磁感应定律产生驱动扭矩，从而使转子组件相对定子组件转动。本实用新型中，中轴同时穿过定子组件、转子组件、变速模块、离合器模块，这样定子组件、转子组件就可直接为变速模块提供动力。离合器模块分别与中轴、变速模块相连接，一方面变速模块可以直接驱动离合器模块及其外接部件从而将动力输出到电机外部，另一方面，使用者也可以通过中轴的外接部件让中轴转动，从而直接驱动离合器模块及其外接部件实现动力输出。
[0007]
本实用新型通过上述设计，使定子组件、转子组件、变速模块、中轴的轴心重合，整个传动过程简单，动力输出传递过程中的机械损耗小，不容易造成磨损。电机运行时噪音小，有利于延长电机的使用寿命。
[0008]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，所述机壳内设置有中隔板，所述中隔板将所述机壳内部分割为第一腔体、第二腔体，所述中轴穿过所述中隔板，所述变速模块穿过所述中隔板与所述转子组件相连接，所述定子组件、所述转子组件设置在所述第一腔体中，所述变速模块、所述离合器模块设置在所述第二腔体中。
[0009]
通过将定子组件、转子组件安装于第一腔体中，变速模块安装于第二腔体中，使其不易相互影响，进而提高了本实用新型的稳定性和可靠性。
[0010]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，所述变速模块包括太阳轮和行星减速机构，行星减速机构与所述离合器模块相连接，所述太阳轮套设在所述中轴与所述中隔板之间，所述太阳轮一端与所述转子组件相连接，所述太阳轮的另一端与所述行星减速机构相啮合。
[0011]
将太阳轮套设中轴外并直接与转子组件相连接，能够进一步有效地解决因转子组件与太阳轮不同轴度而引起的径向跳动的问题，从而提高转子组件运行状态的稳定性，减小齿轮磨损及电机噪音，延长电机使用寿命，行星减速机构能够实现减速效果，使本实用新型具有运转平稳、低噪音、高扭矩的优点。
[0012]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，所述行星减速机构包括行星支架、行星轮、内齿圈，所述行星轮设置在所述行星支架上，所述行星轮与所述太阳轮、所述内齿圈啮合，所述内齿圈与所述机壳相连接，所述行星支架与所述离合器模块相连接。
[0013]
行星支架为行星轮提供安装位置，行星轮用于与太阳轮和内齿圈啮合，行星轮在太阳轮带动进行自转，并通过其自转带动行星支架一起相对内齿圈发生转动，从而带动离合器模块实现动力输出。将内齿圈固定到机壳上，可以保证整个动力传输过程更加平稳。
[0014]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，所述行星支架通过轴承连接到所述太阳轮上。
[0015]
将行星支架通过轴承连接到太阳轮上，在保证其可以流畅转动的同时，使行星支架的转动过程更加平稳。
[0016]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，所述行星支架通过轴承连接到所述中隔板上。
[0017]
将行星支架通过轴承连接到中隔板上，在保证其可以流畅转动的同时，使行星支架的转动过程更加平稳。
[0018]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，所述转子组件中间设置有转子通孔，所述太阳轮在与所述转子通孔相对应位置设置有第一弯折，所述第一弯折穿过所述转子通孔并与所述转子通孔相适配。
[0019]
第一弯折的设计可以在转子组件与太阳轮的安装固定过程中实现快速精准定位，简化安装步骤。
[0020]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，所述定子组件在与所述第一弯折相对应位置上设置有定子凹槽，所述定子凹槽与所述第一弯折相适配。
[0021]
定子凹槽可以部分容纳太阳轮，节省了太阳轮的轴向安装空间。
[0022]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，所述中隔板中间设置有中隔板通孔，所述太阳轮在与所述中隔板通孔相对应位置设置有第二弯折，所述第二弯折穿过所述中隔板通孔并与所述中隔板通孔相适配。
[0023]
第二弯折的设计可以使太阳轮与中隔板通孔在安装过程中实现快速定位，简化安装步骤。
[0024]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，还包括太阳轮支撑轴承，所述太阳轮支撑轴承套设在所述中轴与所述太阳轮之间。
[0025]
将太阳轮支撑轴承套设在中轴与太阳轮之间，可以使太阳轮的转动过程更加流畅、平稳。
[0026]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，所述太阳轮设置有半封闭的轴承容纳槽，所述轴承容纳槽与所述太阳轮支撑轴承相适配并容纳所述太阳轮支撑轴承。
[0027]
半封闭的轴承容纳槽用于容纳并保护太阳轮支撑轴承，为太阳轮支撑轴承提供了一个相对稳定的工作环境，还可以实现太阳轮支撑轴承与太阳轮的拆卸式连接，便于安装和拆卸。
[0028]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，还包括太阳轮压板，所述太阳轮压板与所述轴承容纳槽拆卸式连接，所述太阳轮压板与所述太阳轮支撑轴承相抵触。
[0029]
太阳轮压板进一步固定太阳轮支撑轴，防止其因为颠簸等外力因素发生位移。
[0030]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，还包括连接件，所述转子组件在所述转子通孔的周边设置有转子连接孔，所述第一弯折在与所述转子连接孔对应位置设置有太阳轮连接孔，所述太阳轮压板在与所述转子连接孔对应位置设置有压板连接孔，所述连接件穿过所述转子连接孔、所述太阳轮连接孔、压板连接孔。
[0031]
连接件同时穿过转子连接孔、太阳轮连接孔、压板连接孔，同时实现了转子组件、太阳轮、太阳轮压板三者之间的固定，节约设计空间，使本实用新型的结构更加紧凑。
[0032]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，还包括链轮支架，所述链轮支架与所述离合器模块相连接。
[0033]
使用时，链轮支架可以外接链轮，在离合器模块的驱动下，链轮支架带动其外接链轮一起发生转动从而实现电机的动力输出。
[0034]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，还包括脚踏曲柄，所述脚踏曲柄与所述中轴伸出所述机壳外的部分相连接。
[0035]
与中轴连接的脚踏曲柄可以在人力的作用下带动中轴转动，然后再通过中轴带动离合器模块，实现人力的动力输出。
[0036]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，所述行星支架上设置有定位轴，所述离合器模块设置有定位连接件，所述定位轴与所述定位连接件相适配，所述行星支架与所述离合器模块通过所述定位轴、定位连接件相连接，所述行星轮套设在所述定位轴外。
[0037]
定位轴与定位连接件的设计可以实现行星支架与离合器模块的快速安装固定，将行星支架的动力传输至离合器模块。
[0038]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，所述行星支架外侧设置有第一凸台，所述离合器模块外侧设置有第二凸台，所述定位轴设置在所述第一凸台上，所述定位连接件设置在所述第二凸台上。
[0039]
第一凸台和第二凸台分别为定位轴、定位连接件提供安装空间，使本实用新型的空间布局更加合理。
[0040]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，所述离合器模块包括由外向内依次套设的离合器外圈、离合器中齿圈、离合器内轴套，所述离合器内轴套套设在所述中轴外并与所述中轴花键连接，所述离合器中齿圈与所述链轮支架相连接，所述第二凸台设置在所述离合器外圈上。
[0041]
离合器模块采用上述双离合结构，实现双离合动力合成输出，该结构使得电机驱
动力与人脚踏力得到完美结合，降低了电机的结构复杂度，节约成本。
[0042]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，还包括绝缘冷却液，所述绝缘冷却液位于所述第一腔体内。
[0043]
位于第一腔体内的绝缘冷却液呈流动状态，随着转子组件的转动在机壳内部流动，与各个发热部件进行充分接触发生热交换，很大程度提高了散热效率。
[0044]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，还包括齿轮润滑油，所述齿轮润滑油位于所述第二腔体内。
[0045]
齿轮润滑油在对变速模块进行润滑的同时对其进行冷却，有效降低齿轮啮合产生的机械摩擦发热，减少齿轮轮齿表面的磨损，延长齿轮的使用寿命。
[0046]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，还包括太阳轮油封，所述太阳轮油封套设于所述中轴与所述太阳轮之间。
[0047]
套设在中轴与太阳轮之间的太阳轮油封起到阻油的作用，防止第一腔体与第二腔体内的油液相互之间渗透。
[0048]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，还包括中隔板油封，所述中隔板油封套设于所述第二弯折与所述中隔板通孔之间。
[0049]
套设在第二弯折与中隔板通孔之间的中隔板油封起到阻油的作用，防止第一腔体与第二腔体内的油液相互之间渗透。
[0050]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，还包括第一防油透气阀，所述第一防油透气阀内置有防油透气膜，所述第一腔体上设置有贯通的第一透气孔，所述第一防油透气阀与所述第一透气孔相适配并密封所述第一透气孔。
[0051]
第一防油透气阀的设计可以保证电机工作时第一腔体的内外气压平衡，降低因电机内部温度升高或降低而引起的电机内外压强差，保护电机，延长电机使用寿命。
[0052]
作为优选，上述所述的一种同轴式中置电机，还包括第二防油透气阀，所述第二防油透气阀内置有防油透气膜，所述第二腔体上设置有贯通的第二透气孔，所述第二防油透气阀与所述第二透气孔相适配并密封所述第二透气孔。
[0053]
第二防油透气阀的设计可以保证电机工作时第二腔体的内外气压平衡，降低因电机内部温度升高或降低而引起的电机内外压强差，保护电机，延长电机使用寿命。
附图说明
[0054]
图1为本实用新型中第一腔体内的部件的结构示意图；
[0055]
图2为本实用新型中第二腔体内的部件的结构示意图；
[0056]
图3为本实用新型的剖面图；
[0057]
图4为图3中a部分的局部放大图；
[0058]
图5为本实用新型中变速模块和离合器模块的爆炸图；
[0059]
图6为本实用新型的爆炸图；
[0060]
图7为本实用新型中第一腔体的内部示意图；
[0061]
图8为本实用新型中第二腔体的内部示意图；
[0062]
图9为本实用新型安装到车架后的结构示意图。
具体实施方式
[0063]
下面结合附图1-9和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述，但它们不是对本实用新型的限制：
[0064]
实施例1
[0065]
一种同轴式中置电机，包括机壳1、中轴4、定子组件3、转子组件2、变速模块5、离合器模块6，所述定子组件3、所述转子组件2、所述变速模块5、所述离合器模块6位于所述机壳1内部，所述定子组件3套设在所述转子组件2内部并连接到所述机壳1上，所述中轴4穿过所述定子组件3、所述转子组件2、所述变速模块5、所述离合器模块6，所述变速模块5与所述转子组件2相连接，所述离合器模块6分别与所述中轴4、所述变速模块5相连接，所述中轴4穿过所述机壳1并伸出所述机壳1外。
[0066]
当电机通电工作时，定子组件3通电，转子组件2与定子组件3直接产生洛伦兹力，转子组件2绕定子组件3转动。转子组件2带动变速模块5转动，转子组件2的动力经变速模块5传输至离合器模块6从而驱动离合器模块6发生转动，最后离合器模块6通过外接的动力输出部件将电机的动力输出。
[0067]
当采用人力驱动时，中轴4的外接动力部件带动中轴4转动，中轴4带动离合器模块6工作，最后离合器模块6通过外接的动力输出部件将人力的动力输出。
[0068]
作为优选，所述机壳1内设置有中隔板13，所述中隔板13将所述机壳1内部分割为第一腔体11、第二腔体12，所述中轴4穿过所述中隔板13，所述变速模块5穿过所述中隔板13与所述转子组件2相连接，所述定子组件3、所述转子组件2设置在所述第一腔体11中，所述变速模块5、所述离合器模块6设置在所述第二腔体12中。
[0069]
作为优选，所述变速模块5包括太阳轮51和行星减速机构52，行星减速机构52与所述离合器模块6相连接，所述太阳轮51套设在所述中轴4与所述中隔板13之间，所述太阳轮51一端与所述转子组件2相连接，所述太阳轮51的另一端与所述行星减速机构52相啮合。
[0070]
作为优选，所述行星减速机构52包括行星支架521、行星轮523、内齿圈522，所述行星轮523设置在所述行星支架521上，所述行星轮523与所述太阳轮51、所述内齿圈522啮合，所述内齿圈522与所述机壳1相连接，所述行星支架521与所述离合器模块6相连接。
[0071]
作为优选，所述行星支架521通过轴承连接到所述太阳轮51上。
[0072]
作为优选，所述行星支架521通过轴承连接到所述中隔板13上。
[0073]
作为优选，所述转子组件2中间设置有转子通孔21，所述太阳轮51在与所述转子通孔21相对应位置设置有第一弯折511，所述第一弯折511穿过所述转子通孔21并与所述转子通孔21相适配。
[0074]
作为优选，所述定子组件3在与所述第一弯折511相对应位置上设置有定子凹槽31，所述定子凹槽31与所述第一弯折511相适配。
[0075]
作为优选，所述中隔板13中间设置有中隔板通孔131，所述太阳轮51在与所述中隔板通孔131相对应位置设置有第二弯折512，所述第二弯折512穿过所述中隔板通孔131并与所述中隔板通孔131相适配。
[0076]
作为优选，还包括太阳轮支撑轴承513，所述太阳轮支撑轴承513套设在所述中轴4与所述太阳轮51之间。
[0077]
作为优选，所述太阳轮51设置有半封闭的轴承容纳槽514，所述轴承容纳槽514与
所述太阳轮支撑轴承513相适配并容纳所述太阳轮支撑轴承513。
[0078]
作为优选，还包括太阳轮压板515，所述太阳轮压板515与所述轴承容纳槽514拆卸式连接，所述太阳轮压板515与所述太阳轮支撑轴承513相抵触。
[0079]
作为优选，还包括连接件9，所述转子组件2在所述转子通孔21的周边设置有转子连接孔22，所述第一弯折511在与所述转子连接孔22对应位置设置有太阳轮连接孔516，所述太阳轮压板515在与所述转子连接孔22对应位置设置有压板连接孔517，所述连接件9穿过所述转子连接孔22、所述太阳轮连接孔516、压板连接孔517。
[0080]
作为优选，还包括链轮支架7，所述链轮支架7与所述离合器模块6相连接。
[0081]
作为优选，还包括脚踏曲柄8，所述脚踏曲柄8与所述中轴4伸出所述机壳1外的部分相连接。
[0082]
作为优选，所述行星支架521上设置有定位轴524，所述离合器模块6设置有定位连接件611，所述定位轴524与所述定位连接件611相适配，所述行星支架521与所述离合器模块6通过所述定位轴524、定位连接件611相连接，所述行星轮523套设在所述定位轴524外。
[0083]
作为优选，所述行星支架521外侧设置有第一凸台525，所述离合器模块6外侧设置有第二凸台612，所述定位轴524设置在所述第一凸台525上，所述定位连接件611设置在所述第二凸台612上。
[0084]
作为优选，所述离合器模块6包括由外向内依次套设的离合器外圈61、离合器中齿圈62、离合器内轴套63，所述离合器内轴套63套设在所述中轴4外并与所述中轴4花键连接，所述离合器中齿圈62与所述链轮支架7相连接，所述第二凸台612设置在所述离合器外圈61上。
[0085]
作为优选，还包括绝缘冷却液14，所述绝缘冷却液14位于所述第一腔体11内。
[0086]
作为优选，还包括齿轮润滑油15，所述齿轮润滑油15位于所述第二腔体12内。
[0087]
作为优选，还包括太阳轮油封518，所述太阳轮油封518套设于所述中轴4与所述太阳轮51之间。
[0088]
作为优选，还包括中隔板油封132，所述中隔板油封132套设于所述第二弯折512与所述中隔板通孔131之间。
[0089]
作为优选，还包括第一防油透气阀111，所述第一防油透气阀111内置有防油透气膜，所述第一腔体11上设置有贯通的第一透气孔112，所述第一防油透气阀111与所述第一透气孔112相适配并密封所述第一透气孔112。
[0090]
作为优选，还包括第二防油透气阀121，所述第二防油透气阀121内置有防油透气膜，所述第二腔体12上设置有贯通的第二透气孔122，所述第二防油透气阀121与所述第二透气孔122相适配并密封所述第二透气孔122。
[0091]
安装时，将本实用新型固定到车架的中部，链轮支架7外接链轮，脚踏曲柄8外接脚踏板。
[0092]
当电机通电工作时，第一腔体11内的定子组件3通电，转子组件2与定子组件3直接产生洛伦兹力，转子组件2绕定子组件3转动。转子组件2带动太阳轮51同步转动，太阳轮51又带动第二腔体12内的行星轮523转动，行星轮523带动行星支架521发生转动，完成动力减速转化。行星轮523通过定位轴524、定位连接件611带动离合器外圈61转动，离合器外圈61通过棘爪驱动离合器中齿圈62发生转动，最后，离合器中齿圈62带动链轮支架7及外接的链
轮转动，完成电机的动力输出。
[0093]
当采用人力驱动时，骑行者蹬踩外接脚踏板，通过脚踏曲柄8带动中轴4转动，中轴4带动离合器内轴套63，离合器内轴套63通过棘爪驱动离合器中齿圈62发生转动，最后，离合器中齿圈62带动链轮支架7及外接的链轮转动，完成人力的动力输出。
[0094]
在电机运动过程中，绝缘冷却液14在第一腔体11内流动，与定子组件3等发热部件充分接触并发生热交换，再将热量传递至机壳1随后散发到外部空气中。同时齿轮润滑油15在第二腔体12内流动，与行星轮523、内齿圈522等部件充分接触并发挥润滑功能，将热量传递至机壳1，随后散发到外部空气中。
[0095]
随着电机工作时间的增长，机壳1内的温度逐渐升高，气压也逐渐升高，第一腔体11内的气体通过第一防油透气阀111流到机壳1的外部。第二腔体12内的气体通过第二防油透气阀121流到机壳1的外部。当电机停止工作后，机壳1内的温度逐渐降低，气压也逐渐降低，机壳1外的气体通过第一防油透气阀111、第二防油透气阀121流入机壳1的内部。
[0096]
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

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