一种行星减速轮毂电的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种行星减速轮毂电机，包括直流无刷电机、单向轴承和行星减速器，其特征在于，电机转子通过单向轴承将动力输出给行星减速器的太阳轮，同时将行星架和轮毂端盖固定连接输出动力。由于单向轴承所受力矩小，故其尺寸缩小，可集成在电机转子空间内，重量降低，寿命提高。用行星架为动力输出使减速比增加。电机转子转速相应提高，从而使轮毂电机重量减轻，厚度变薄，特别适合于对体积、重量有特殊要求的交通工具，如电动自行车、电动滑板车、电动轮椅、电动轮滑鞋上使用。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种带行星减速器的电动机，具体地涉及一种电动交通工具所用 的行星减速轮毂电机。 一种行星减速轮毂电机
【背景技术】
[0002] 电动交通工具在国内外得到广泛应用，包括电动自行车，电动滑板车，电动轮椅、 电动轮滑鞋等等。由于其对便携的要求，通常采用将驱动电机和轮毂集成为一体轮，由此催 生了以高速无刷有齿为特征的轮毂电机。
[0003] 常规的高速无刷有齿轮毂电机，其电机转子和行星减速器的太阳轮连接，行星减 速器的行星架固定于轮轴上，齿圈接轮毂作为动力输出。为了减少滑行时电机的反拖阻力 对系统效率的影响，一般在行星减速器上设置单向离合器，通常是设置在齿圈或者行星架 上。参见中国专利CN201869076U，
【公开日】期2011年6月15日，公开的一种《电动自行车用 无刷轮毂电机》，该类型的轮毂电机已成为电动自行车轮毂电机的主流。
[0004] 该结构由于将单向离合器安装在齿圈或者行星架上，但齿圈和行星架是行星减速 器中承受力矩较大的元件，显然对其强度和可靠性提出了挑战，故单向离合器都做得比较 厚重。采用齿圈作为动力输出，其机械减速比必然受到限制，电机的工作转速就不能太高， 电机的体积比功率和重量比功率也就受到制约。在轮轴上固定力矩较大的行星架，也增加 了轴向长度要求。目前，250W轮毂电机的直径一般为125mm，厚度一般在90mm以上，重量在 2. 5公斤-3公斤。当在对轮毂电机的重量和尺寸要求很高的交通工具上使用时，会影响整 车的重量和体积。
[0005] 另有一种采用双级行星减速的，也是齿圈作为动力输出，电机轴和减速器轴分离， 使得结构复杂化，厚度增加，且强度大大下降，使用寿命缩短，已逐步退出市场。 实用新型内容
[0006] 为了解决现有轮毂电机体积大重量沉的技术问题。本实用新型提供了一种行星减 速轮毂电机，该行星减速轮毂电机能够减薄轮毂电机的厚度，减少重量，提高可靠性和使用 寿命，降低制造成本。
[0007] 本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是：一种行星减速轮毂电机，包括 电动机、单向离合器和行星减速器，所述电动机的转子通过所述单向离合器与所述行星减 速器的太阳轮连接，所述电动机的动力能够通过所述单向离合器从所述行星减速器的太阳 轮输入。
[0008] 所述电动机的动力能够从所述行星减速器的行星架输出。
[0009] 所述电动机为外定子内转子结构。
[0010] 所述单向离合器安装在所述电动机的转子空间内。
[0011] 所述行星减速器的太阳轮内设有轮轴，太阳轮能绕轮轴转动；所述行星减速器的 齿圈固定连接于轮轴；所述行星减速器的行星架固定连接于轮毂端盖，轮毂端盖与轮毂固 定连接，同时轮毂端盖还通过端盖轴承与轮轴连接。
[0012] 所述电动机的定子和转子均设置在碗状的定子连接毂内，定子连接毂的边缘与所 述行星减速器的齿圈固定连接，定子连接毂的中部与轮轴固定连接；且定子连接毂的中部 与轮轴上的定位凸台抵接。
[0013] 所述电动机为直流无刷电机，所述电动机的转子包括磁钢、磁轭和转子支撑套，转 子支撑套通过深沟球轴承与定子连接毂连接，深沟球轴承与定子连接毂中央的定位凸台抵 接，转子支撑套内设有限制深沟球轴承轴向移动的卡圈，定子连接毂的侧面设有用于装拆 卡圈的窗口。
[0014] 所述电动机含有线束，所述电动机的线束能够沿定子连接毂的侧面进入轮轴的中 心孔后再从轮轴的轴端或轴侧面引出。
[0015] 所述电动机为直流无刷电机，所述电动机的转子包括磁钢和磁轭，磁轭的外环表 面沿轴向设有燕尾槽，磁钢的大小和形状与该燕尾槽相匹配，磁钢嵌于该燕尾槽。
[0016] 所述单向离合器为单向轴承，所述行星减速器为单级行星减速器，单向轴承设置 在所述电动机的转子和所述行单级星减速器的太阳轮之间，所述电动机的转子与单向轴承 的外圈固定连接，所述单级行星减速器的太阳轮与单向轴承的内圈固定连接。
[0017] 本实用新型的有益效果是：由于单向离合器安装在行星减速器中高速旋转的太阳 轮上，而不是低速大扭矩的行星架上，所受力矩小，故该行星减速轮毂电机的尺寸和重量相 应减小，可靠性和寿命均得到提高。将具有单向离合器功能的单向轴承安装在电机转子的 内部空间内，既对电动机转子起到径向定位和支撑作用，又节省了轴向空间。行星减速器采 用行星架输出，一是省去了固定行星架所需的轴向空间，二是比同等直径的以齿圈为动力 输出的行星减速器的减速比增加1，相当于减速比增大20%?25%，电动机转子转速可相 应提高，在同等功率下，电动机定子转子的轴向长度可减小20%?25%，重量也相应减少 20%?25 %。综上所述，功率250瓦，外径125mm的本电机，重量减轻30%，可控制在2公 斤以下。厚度减薄35%，由通常的85mm?90mm减薄为60mm以下。由于采用通用的小型单 向轴承替代大扭矩的行星架单向轴承，磁轭冲片、磁钢和绕组轴向长度的减少，相应的制造 成本也能降低20%以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 下面结合附图对本实用新型所述的行星减速轮毂电机作进一步详细的描述。
[0019] 图1是该行星减速轮毂电机的结构示意图。
[0020] 图2是磁轭和磁钢的示意图。
[0021] 其中1.轮毂，2.螺栓，3.轮毂端盖，4.定子连接毂，5.平键，6.端盖轴承，7.轮 轴，8.线束，9.深沟球轴承，10.卡圈，11.转子支撑套，12.磁轭，13.磁钢，14.叠装硅钢冲 片，15.绕组，16.齿圈，17.行星轮，18.固定销，19.行星轮轴承，20.行星轴，21.行星架， 22.太阳轮，23.滚针轴承，24.单向轴承，25.轮毂端盖。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图对本实用新型所述的行星减速轮毂电机作进一步详细的说明。
[0023] -种行星减速轮毂电机，包括电动机、单向离合器和行星减速器，所述电动机的转 子通过所述单向离合器与所述行星减速器的太阳轮22连接，所述电动机的动力能够通过 所述单向离合器从所述行星减速器的太阳轮22输入。
[0024] 在本实施例中，所述电动机的转子通过所述单向离合器与所述行星减速器的太阳 轮22连接，所述电动机的动力能够通过所述单向离合器从所述行星减速器的太阳轮22输 入并从所述行星减速器的行星架21输出。所述电动机为外定子内转子结构，如图1所示。
[0025] 在本实施例中，电动机为直流无刷电机含有定子和转子、单向离合器为单向轴承 24,所述行星减速器为单级行星减速器，该单级行星减速器由齿圈16、多个行星轮17、行星 轮轴21，行星轮轴承19、行星架21、太阳轮22所组成。转子与单向轴承24的外圈固定连 接，单向轴承24的内圈与单级行星减速器的太阳轮22固定连接。太阳轮22内设有轮轴7， 太阳轮22能以轮轴7为轴转动，而使用时轮轴7固定不动。
[0026] 所述电动机的转子外设有轮毂1、轮毂端盖3和轮毂端盖25,所述行星减速器的行 星架21通过轮毂端盖25与轮毂1固定连接，轮毂端盖25通过端盖轴承6与轮轴7连接。 具体的，如图1所示，轮毂端盖3的边缘与轮毂1通过螺栓2固定连接，轮毂端盖3的中部 通过端盖轴承6与轮轴7连接，轮毂端盖25的边缘与轮毂1通过螺栓2固定连接，轮毂端 盖25的中部通过端盖轴承6与轮轴7连接。行星架21通过周向均布的螺钉和轮毂端盖25 固定连接。太阳轮22的连接套通过滚针轴承23连接于轮轴7上，太阳轮22紧配合连接于 单向轴承24的内圈。这样轮毂1、轮毂端盖3和轮毂端盖25均能以轮轴7为轴自由转动。
[0027] 所述电动机的定子和转子均设置在碗状的定子连接毂4内，定子连接毂4的边缘 与所述行星减速器的齿圈16固定连接，定子连接毂4的中部与轮轴7固定连接。具体的， 定子连接毂4与轮轴7之间设有平键5,平键5用定子连接毂4在轮轴7上的周向固定，定 子连接毂4与轮轴7上的定位凸台抵接，定位凸台用定子连接毂4在轮轴7上的轴向定位， 齿圈16通过紧配合和固定销18嵌入定子连接毂4上。
[0028] 所述电动机为直流无刷电机，所述电动机的定子由叠装硅钢冲片14和绕组15组 成，所述电动机的转子包括磁钢13、磁轭12和转子支撑套11，转子支撑套11通过深沟球轴 承9与定子连接毂4连接，深沟球轴承9与定子连接毂4中央的定位凸台抵接，该定位凸台 用于所述电动机转子的轴向定位，转子支撑套11内设有用于限制深沟球轴承9轴向移动的 卡圈10。具体的，转子支撑套11内固定连接有单向轴承24和较松过渡连接的深沟球轴承 9,深沟球轴承9紧配合固定连接于定子连接毂4中央的定位凸台上，对该电动机的转子进 行轴向定位。定子连接毂4的侧面设有用于装拆卡圈10的窗口（该窗口图中未示）。即该 窗口可以供卡钳操作，能够在不拆卸定子连接毂4的情况下，便于卡钳对卡圈10进行装拆 作业。
[0029] 所述电动机含有线束8，所述电动机的线束8能够沿定子连接毂4的侧面或内部进 入轮轴7的中心孔后再从轮轴7的轴端或轴侧面引出。
[0030] 由于转子是由磁钢片粘接在转子磁轭12表面上的，转子在高速旋转时产生强大 的离心力，为防止粘接强度不够而导致磁钢片飞出损坏，在所述电机转子的磁轭外环表面 沿轴向设燕尾槽，嵌入具有同样截面形状的磁钢13,磁轭12通过燕尾槽限定磁钢13,确保 磁钢13不可能脱离磁轭12表面，提高电机可靠性。即所述电动机的转子包括磁钢13、磁轭 12和转子支撑套11，磁轭12的外环表面沿轴向设有燕尾槽，磁钢13底部的大小和形状与 该燕尾槽相匹配，磁钢13底部嵌于该燕尾槽，如图2所示。
[0031] 在本实施例中，所述单向离合器为单向轴承24,所述行星减速器为单级行星减速 器，单向轴承24设置在所述电动机的转子和所述行单级星减速器的太阳轮22之间，所述电 动机的转子与单向轴承24的外圈固定连接，所述单级行星减速器的太阳轮22与单向轴承 24的内圈固定连接。
[0032] 该直流无刷电机可以使用有霍尔传感器的，也可以使用无霍尔传感器驱动控制技 术。
[0033] 本实用新型中所指固定连接，是指以过盈配合、螺纹连接、铆接、焊接、粘接等方式 形成的既不能转动也不能移动的连接，周向固定连接则指通过花键、平键、啮合齿等形式形 成的不能相对转动但可以轴向移动的连接。
[〇〇34] 以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所 以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于 本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案 之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。
【权利要求】
1. 一种行星减速轮毂电机，包括电动机、单向离合器和行星减速器，其特征在于，所述 电动机的转子通过所述单向离合器与所述行星减速器的太阳轮（22)连接，所述电动机的 动力能够通过所述单向离合器从所述行星减速器的太阳轮（22)输入。
2. 根据权利要求1所述的行星减速轮毂电机，其特征在于：所述电动机的动力能够从 所述行星减速器的行星架（21)输出。
3. 根据权利要求1所述的行星减速轮毂电机，其特征在于：所述电动机为外定子内转 子结构。
4. 根据权利要求3所述的行星减速轮毂电机，其特征在于：所述单向离合器安装在所 述电动机的转子空间内。
5. 根据权利要求1?4中任意一项所述的行星减速轮毂电机，其特征在于，所述行星减 速器的太阳轮（22)内设有轮轴（7)，太阳轮（22)能绕轮轴（7)转动；所述行星减速器的齿 圈（16)固定连接于轮轴（7);所述行星减速器的行星架（21)固定连接于轮毂端盖（25)，轮 毂端盖（25)与轮毂（1)固定连接，同时轮毂端盖（25)还通过端盖轴承（6)与轮轴（7)连 接。
6. 根据权利要求5所述的行星减速轮毂电机，其特征在于：所述电动机的定子和转子 均设置在碗状的定子连接毂（4)内，定子连接毂（4)的边缘与所述行星减速器的齿圈（16) 固定连接，定子连接毂（4)的中部与轮轴（7)固定连接；且定子连接毂（4)的中部与轮轴 (7)上的定位凸台抵接。
7. 根据权利要求5所述的行星减速轮毂电机，其特征在于：所述电动机为直流无刷电 机，所述电动机的转子包括磁钢（13)、磁轭（12)和转子支撑套（11)，转子支撑套（11)通过 深沟球轴承（9)与定子连接毂（4)连接，深沟球轴承（9)与定子连接毂（4)中央的定位凸台 抵接，转子支撑套（11)内设有限制深沟球轴承（9)轴向移动的卡圈（10)，定子连接毂（4) 的侧面设有用于装拆卡圈（10)的窗口。
8. 根据权利要求5所述的行星减速轮毂电机，其特征在于：所述电动机含有线束（8)， 所述电动机的线束（8)能够沿定子连接毂（4)的侧面进入轮轴（7)的中心孔后再从轮轴 (7)的轴端或轴侧面引出。
9. 根据权利要求5所述的行星减速轮毂电机，其特征在于：所述电动机为直流无刷电 机，所述电动机的转子包括磁钢（13)和磁轭（12)，磁轭（12)的外环表面沿轴向设有燕尾 槽，磁钢（13)的大小和形状与该燕尾槽相匹配，磁钢（13)嵌于该燕尾槽。
10. 根据权利要求5所述的行星减速轮毂电机，其特征在于：所述单向离合器为单向轴 承（24)，所述行星减速器为单级行星减速器，单向轴承（24)设置在所述电动机的转子和所 述行单级星减速器的太阳轮（22)之间，所述电动机的转子与单向轴承（24)的外圈固定连 接，所述单级行星减速器的太阳轮（22)与单向轴承（24)的内圈固定连接。
【文档编号】H02K7/116GK203883613SQ201420253337
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】朱荣辉 申请人:朱荣辉