单出轴轮毂式直流无刷电机的制作方法

文档序号:14686066发布日期:2018-06-14 22:59

本发明涉及电机领域,具体涉及一种适用于电动车等应用装置的单出轴轮毂式直流无刷电机。



背景技术:

目前,电动车驱动电机通常采用单出轴轮毂式直流无刷电机,现有的轮毂式电机主要采用两种结构,一种是传统结构,即轮辋与两边的轮辐均为分体结构,该结构虽可安装真空胎,装配精度低,装配比较效率低,结构不稳定,维修不方便;另一种是轮辋为轴向分体结构,这种结构的轮毂式电机,虽然安装比传统第一种轮毂式电机安装方便,结构稳定,但因为轮辋密封性差,因此无法安装真空胎;现有的轮毂式电机的霍尔元件通常直接安装在定子上,定子工作时涡流产生的热量容易使得霍尔元件信号漂移甚至损坏;现有的轮毂式电机的定子固定在连接轴的中部,连接轴是半空心的,引线孔设置在连接轴壁上位于定子左侧的位置,连接轴上定子左侧的部分是空心的,而定子的右侧,连接轴是实心的,检修时需要拆除定子才能对线路进行检修,检修费时费力,而且连接轴配重不均匀,连接轴容易变形甚至断裂。



技术实现要素:

本发明的目的是:克服现有技术的不足,提供一种结构简单、安装维修方便快捷、工作可靠性强且能通配真空胎和传统胎的单出轴轮毂式直流无刷电机。本发明的技术方案是:本发明的单出轴轮毂式直流无刷电机,包括转子、定子、连接轴、轴承、和霍尔元件;所述的轴承设有2个;其特征在于:还包括霍尔元件安装架、油封、防尘圈和O型密封圈;

所述的转子包括第一壳体、第二壳体、和磁钢;第一壳体包括轮辋、轮辐和轴承套;轮辋和轮辐沿着第一壳体的径向从外向中心依次设置且一体成型;第二壳体包括可拆卸轮辐和轴承套;可拆卸轮辐的外周设置有连接部;可拆卸轮辐的左侧面的中部设置有轴承安装部;可拆卸轮辐、连接部和轴承安装部一体连接;轮辋端面与第二壳体间设置O型密封圈后固定连接;

定子上设有霍尔传感器安装槽21;定子上设置有霍尔元件安装架;霍尔元件安装架为耐温150℃~220℃的非金属绝缘材料;油封为圆环形一体件;防尘圈包括水平设置的第一圆环部和垂直设置的第二圆环部;防尘圈的第一圆环部由其左端面与第二圆环部的外端面一体连接;

所述的2个轴承中的1个固定设置在转子的第二壳体的轴承套内;2个轴承中的另1个固定设置在转子的第一壳体的轴承套内;油封和防尘圈固定设置在第一壳体内;连接轴的右端与位于右侧的轴承的内圈固定连接;连接轴的左端从右向左依次穿过位于左端的轴承、油封和防尘圈向左伸出于第一壳体外;定子固定安装在连接轴的中部且位于转子内;霍尔元件固定安装在霍尔元件安装架上,且霍尔元件设于定子的霍尔传感器安装槽21内;霍尔元件安装架固定安装在定子上。

进一步的方案是:所述的转子的第一壳体的轮辐的中部设置有穿出连接轴的轴孔,在轴孔内,从右到左依次设置第一圆环部、第二圆环部、第三圆环部和第四圆环部;第一圆环部、第二圆环部、第三圆环部和第四圆环部从右到左一体连接且轴心相同;所述的轴承套固定安装在第一圆环部内;油封安装在第二圆环部内;防尘圈安装在第四圆环部内;第三圆环部的内壁上设有向内凹进的半圆形螺旋槽;

第二壳体的可拆卸轮辐为略向左突出的弧形一体件;连接部为圆环形一体件,连接部由其内壁与可拆卸轮辐的左侧外端面一体连接;连接部上设有O型密封圈安装槽和安装连接孔;轴承安装部为中空的圆柱形一体件;轴承安装部由其右端面与可拆卸轮辐的中部左端面一体连接,且轴承安装部与可拆卸轮辐的中心线相同;轴承套设置在轴承安装部内且与轴承安装部过盈配合固定连接。

进一步的方案是:所述的连接轴为空心圆柱体件;连接轴的内孔为定子电源引出线和霍尔元件信号线的引出通道,连接轴上位于定子和可拆卸轮辐上的轴承之间的部位设置有引线孔,引线孔与连接轴的内孔连通,连接轴的右端内部设有闷盖,用于封闭连接轴的右端面。

进一步的方案是:所述的霍尔元件安装架为一体成型件,这样设置比多件组合的精度更高,成本更低。

本发明的有益效果:(1)本发明的单出轴轮毂式直流无刷电机,通过采用由轮辋和轮辐一体构成的第一壳体与可方便拆卸的第二壳体共同构成转子的结构,其与传统的轮辋与轮辐均为分体结构的轮辐电机相比,转子的装配非常方便,且转子的装配精度更高;与现有技术中的轮辋与轮辐沿着轴向分体结构的轮毂式电机相比,本发明既可装真空胎,又可装普通胎,更便于用户根据自身情况进行选择。(2)本发明的单出轴轮毂式直流无刷电机,其通过固定设置在定子上的霍尔元件安装架以安装霍尔元件,霍尔元件安装架采用耐温150℃~220℃的非金属绝缘材料,能够有效隔绝定子工作时涡流产生的热量,从而对霍尔元件起到保护的作用,同时,也可避免定子上霍尔传感器安装槽21内的金属毛刺将霍尔元件损坏。(3)本发明的单出轴轮毂式直流无刷电机,通过在转子的第一壳体内4设置防尘圈、半圆形螺旋槽和油封,从而在使用时能够对灰尘和水进行三重阻隔,从而使得本发明的密封性能良好,能够有效保障其使用可靠性,延长其使用寿命;(4)本发明的单出轴轮毂式直流无刷电机在第一壳体和第二壳体间以端面密封的方式设置O形密封圈,增强了第一壳体和第二壳体之间的密封性,与现有技术中采用径向密封或45度角向密封的密封方式相比,更便于安装,密封性更好;(5)本发明的单出轴轮毂式直流无刷电机,将连接轴设置为全空心轴,一方面节约材料,另一方面使连接轴配重均匀,防止空心轴变形,同时,连接轴上的引线孔设置在定子的右侧,检修时只要将第二壳体上的螺钉或螺栓拆除,将第二壳体取下,即可进行线路检修,无需拆除定子进行检修,从而使得检修方便,省时省力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为图1中第一壳体的结构示意图;

图3为图1中第二壳体的结构示意图;

图4为图1中A处的放大结构示意图;

图5为图1中B处的放大结构示意图;

图6为本发明的爆炸组装图。

上述附图中的附图标记如下:

转子1,第一壳体11,轮辋11-1,气嘴孔11-1-1,轮辐11-2,第一圆环部11-2-1,第二圆环部11-2-2,第三圆环部11-2-3,半圆形螺旋槽11-2-3-1,第四圆环部11-2-4,轴承套11-3;第二壳体12,可拆卸轮辐12-1,连接部12-1-1,O型密封圈安装槽12-1-1-1,安装连接孔12-1-1-2,气嘴引出孔12-1-1-3,轴承安装部12-1-2,轴承套12-2,磁钢13;

定子2,霍尔传感器安装槽21;

连接轴3,闷盖31,引线孔32;

轴承4;

霍尔元件5;

霍尔元件安装架6;

油封7;

防尘圈8;

O型密封圈9,电源线10。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

(实施例1)

见图1至图6,本实施例的单出轴轮毂式直流无刷电机,主要由转子1、定子2、连接轴3、轴承4、霍尔元件5、霍尔元件安装架6、油封7、防尘圈8和O形密封圈9组成。

参见图2和图3,转子1主要由第一壳体11、第二壳体12和磁钢14组成。

第一壳体11主要由轮辋11-1、轮辐11-2和轴承套11-3组成,轮辋11-1和轮辐11-2一体成型,沿着第一壳体11的径向从外侧向中心依次为轮辋11-1和轮辐11-2。

轮辋11-1为不规则的环形件;轮辋11-1的外侧内壁为真空胎的安装连接部位。

轮辐11-2为圆盘形,轮辐以其外侧端面与轮辋一体连接,轮辐的中部设置有穿出连接轴的轴孔,在轴孔内,从右到左依次设置第一圆环部11-2-1、第二圆环部11-2-2、第三圆环部11-2-3和第四圆环部11-2-4。轴承套11-3固定安装在第一圆环部11-2-1内。第二圆环部11-2-2用于装配油封8,第三圆环部11-2-3内侧壁设置有半圆形螺旋槽11-2-3-1,第四圆环部用于装防尘圈9。第一圆环部11-2-1、第二圆环部11-2-2和第三圆环部11-2-2的内径逐次减小;第四圆环部11-2-4的内径大于第三圆环部11-2-2的内径。在轮辐11-2的左端面上设置有安装刹车盘的装配孔。

第二壳体12主要由可拆卸轮辐12-1和轴承套12-2组成。可拆卸轮辐12-1为略向左突出的弧形一体件;可拆卸轮辐12-1的外周设置有连接部12-2,连接部12-2为圆环形一体件,连接部12-2由其内壁与可拆卸轮辐12-1的左侧外端面一体连接;连接部12-2设有密封圈安装槽12-2-1、安装连接孔12-2-2以及与轮辋上的气嘴孔相对应的气嘴引出孔。可拆卸轮辐12-1的左侧面的中部设置有轴承安装部12-1-2,轴承安装部12-1-2为中空的圆柱形一体件;轴承安装部12-1-2由其右端面与可拆卸轮辐12-1的中部左端面一体连接,且轴承安装部12-1-2与可拆卸轮辐12-1的中心线相同;轴承套12-2设置在轴承安装部12-1-2内且与轴承安装部12-1-2过盈配合固定连接。

轮辋11-1为中空的圆柱体件。轮辋11-1的右侧壁体上设有若干个(3个以上)从右向左凹入的安装连接孔;磁钢14为中空的圆柱体件,磁钢14由其外壁与轮辋11-1的内壁粘接。

定子2主要包括铁芯和绕组;定子2的铁芯上设置有霍尔传感器安装槽21。

连接轴3为空心圆柱体件;连接轴的内孔为定子电源线和霍尔元件信号线的引出通道,连接轴上位于定子2和可拆卸轮辐12-1上的轴承4之间的部位设置有引出线孔,引线孔与连接轴的内孔连通,连接轴3的右端内部设有闷盖31,用于封闭连接轴3的右端面。

轴承4设有2个,轴承4为深沟球轴承。

霍尔元件5用于检测定子2与转子1的相对位置关系。

霍尔元件安装架6的材质为耐150℃-220℃高温的非金属绝缘材料,常用材料包括PA、PE、PVC或ABS。霍尔元件安装架为一体成型件,这样设置比多件组合的精度更高,成本更低。

油封7为圆环形一体件。常用材料为耐磨橡胶材质。

防尘圈8由水平设置的第一圆环部和垂直设置的第二圆环部一体组成。防尘圈8的第一圆环部由其左端面与第二圆环部的外端面一体连接。

O型密封圈9为O形密封圈。

参见图6,前述的2个轴承4中的1个固定设置在转子1的第二壳体12的轴承套12-2内;2个轴承4中的另1个固定设置在转子1的第一壳体11的轴承套11-3内;油封7固定设置在第一壳体11的第二圆环部11-2-2内;防尘圈8固定在第一壳体11的第四圆环部11-2-4内;连接轴3的右端与位于右侧的轴承4的内圈固定连接,连接轴3的左端从右向左依次穿过位于左端的轴承4、油封7、第一壳体11的第三圆环部11-2-3和防尘圈8向左伸出;定子2由其铁芯固定安装在连接轴3的中部且位于转子1内;轮辋11-1由其外周壁与轮辋一体连接;磁钢14粘接在轮辋11-1的内壁上;霍尔元件5固定安装在霍尔元件安装架6上,且霍尔元件5位于定子2的铁芯上的霍尔传感器安装槽21内,霍尔元件安装架6固定安装在定子2上;O形密封圈采用端面密封的方式9设置在第二壳体12的连接部12-2的O型密封圈安装槽12-2-1内;第二壳体12由其连接部12-2的安装连接孔12-2-2与轮辋11-1的安装连接孔相配合,通过螺钉或螺栓固定连接。第一壳体的轮辋的气嘴孔与第二壳体上的气嘴引出孔相对并呈一定倾斜角设置。定子2的电源引出线和霍尔元件5的信号线从连接轴3的引线孔引入连接轴的内孔中,并从连接轴的左端走线。

本实施例的单出轴轮毂式直流无刷电机工作原理如下:

本实施例的单出轴轮毂式直流无刷电机,其在应用时,如用于电动车上,其定子2的电源引出线与电动车的控制器连接,通电后,定子2的绕组通电,产生磁场,对磁钢14产生磁推力,通过霍尔元件5发送信号至控制器,使其改变绕组通电顺序,产生旋转磁场,进而不断对磁钢14产生磁推力,从而带动第一壳体11和第二壳体12转动,进而通过第一壳体11的轮辋11-1带动电动车的轮胎转动。因为本发明的单出轴轮毂式直流无刷电机的轮辋11-1和轮辐11-2为一体结构,与传统的轮辋与两侧的轮辐均为分体结构的轮辐电机相比,转子1的装配非常方便,且转子1的装配精度更高,与现有技术中的轮辋沿着轴向左右分体结构的轮毂式电机相比,本发明的单出轴轮毂式直流无刷电机既可以装真空胎,又可以装普通胎,更便于用户根据自身情况进行选择。本发明的单出轴轮毂式直流无刷电机在定子2上设置了霍尔元件安装架6,霍尔元件安装架6采用耐温150℃~220℃的非金属绝缘材料,能够有效隔绝定子2工作时涡流产生的热量,从而对霍尔元件5起到保护的作用,同时,也可以避免定子2上霍尔传感器安装槽21内的金属毛刺将霍尔元件5损坏。本发明的单出轴轮毂式直流无刷电机,通过在第一壳体11的轮辐11-2的第四圆环部11-2-4设置防尘圈8、在第三圆环部11-2-3设置了半圆形螺旋槽11-2-3-1、在第二圆环部11-2-2设置油封7,对灰尘和沙粒进行三重的阻隔,通过防尘圈8对灰尘和沙粒进行第一重阻隔,防止尘土沙粒进入到电机内部,即便有部分灰尘或沙粒通过防尘圈8进入到半圆形螺旋槽11-2-3-1,在定子转动时,半圆形螺旋槽11-2-3-1产生的外推作用会将灰尘沙粒推出到半圆形螺旋槽11-2-3-1的外部。轴承4自内向外将油封7压紧,防止油封变形,增强了油封与连接轴的密封性。现有技术中,单出轴轮毂式电机电源线是通过连接轴内部的孔中引出的,连接轴3上用于电源线穿入连接轴内孔的引线孔设置在定子的左侧,而连接轴上位于定子的右侧部分通常为实心轴,定子左侧的部分为空心轴,这样设置的缺点在于检修时,需要将定子拆除才能对线路进行检修,而且连接轴在定子右侧是实心,在定子左侧为空心,会导致转轴上配重不均匀,转轴容易变形,影响其使用寿命,而本发明的单出轴轮毂式直流无刷电机的连接轴(3)为全空心轴,配重均匀,能够防止连接轴变形,同时,引线孔(32)和霍尔元件(5)设置在定子(2)的右侧,当需要检修线路时,将可拆卸轮辐(12-1)拆下,即可对线路进行检修,无需拆除定子,检修更加方便。

以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明,而非对本发明的限制,有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案,因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。

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