专利名称：轮毂马达及变速装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轮毂马达及变速装置，特别是涉及一种在变速装置内可以 注入润滑油或润滑脂的马达及变速装置。
背景技术：
众所周知，市面上出售的轮毂马达及变速装置，其马达与变速装置的内腔 是不密封的，在其变速装置内只能注入润滑脂润滑，由于变速装置部件离心力 的作用使润滑脂分散到部件的周边而失去了润滑作用，并且润滑脂干涸的又比 较快，使用寿命短，影响变速装置的性能和寿命。
目前，有一种轮毂马达及变速装置。虽然在轮毂内腔注入润滑油而不能进 入密封的马达内腔中，但变速装置直接设置在轮毂内腔中且与马达整体不密 封，润滑油在整个轮毂内腔中；这样既不利于散热、又增加油量和重量，使马 达浸泡在润滑油中，不利于维修。
发明内容
本发明的主要目的在于克服以上不足而提供一种马达与变速装置的内腔 是相互隔离密封的，在变速装置内腔中注入润滑油或润滑脂且带有注、放油装 置和电路控制装置的轮毂马达及变速装置。
本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是 一种轮毂马达及变速装 置，它包括由马达定子、转子、轴和变速装置组成，其特征在于马达2与变
速装置18的外壳成一体，其两边的端盖分别由螺丝4、 19固定连接，马达2 与变速装置18的内腔由挡油隔板20隔离密封'，马达定子壳13由键销12固定 在通轴9上，马达转子齿轴201由轴承支撑在通轴9上并与变速装置18内的 主动齿轴205成一体，在转子齿轴201与挡油隔板20之间设置密封件6且由 轴承7支撑，在转子齿轴201与通轴9之间设置密装置14，变速装置的动力输出轴28分别由轴承27和变速装置18内的轴承支撑且与马达壳体端盖、通轴9 之间设置密封件23、 26，变速装置的动力输出轴28与连轴器22固位连接，连 轴器22由螺丝固定在轮毂端盖21上，轮毂端盖21、 5与轮毂外壳1分别由螺 丝17、 3固位连接且通过轴承25、 11支撑在通轴9上，在轮毂端盖21、 5与 通轴9之间设置密封件24、 10，在变速装置18内腔及对应的马达壳体上半圆 周的任意位置上设置注油装置16，在与注油装置16所对应的马达壳体下半圆 周的底部附近设置放油装置29，在与注油装置16或放油装置29所对应的轮毂 外壳1的圆周上设置注、放油螺丝孔15，在马达定子壳13与其端盖之间及轮 毂外壳1与轮毂端盖21、 5之间设置密封件，在马达定子壳13上设置电路控 制装置，马达控制导线8从通轴9中心孔内穿出，在控制导线8的穿出孔内设 置密封件。
本发明还可以采用如下技术措施
所述的变速装置18是1—10级的直齿轮传动、行星齿轮传动、谐波齿轮 传动或摆线齿轮传动，且各级传动形式可以同时采用相同的传动形式或不同的 传动形式。
所述的马达转子齿轴201与变速装置18内的主动齿轴205成一体或是分 体式的由螺丝固位连接成一体。
所述的通轴9或是半轴式的且分别固定在马达外壳或变速装置上。
所述的马达是①外转子式的即定子套在驱动马达转子的内腔里面，②盘式 的单转子或双转子即定子安装在驱动马达转子的轴向一侧或中间，③内转子式 的即定子套在驱动马达转子外面其中之一种。
所述的马达是电动无刷马达或有刷马达且在其转子永磁铁固位处的转子 齿轴201圆周上加工有永磁铁嵌合适配齿槽。
所述的马达和变速装置外壳可以用轮毂外壳1代替使用，其变速装置的部 件可以直接与轮毂外壳1固位连接成一体。
所述的变速装置18与轮毂端盖21或轮毂外壳1之间设置离合装置30，所 述的离合装置30是设置在变速装置18的里面或外面且还可以设置在轮毂端盖 21或轮毂外壳1上由螺丝或键销固位成一体。所述的离合装置30或同变速装置18内的部件作成一体且可以用棘轮机构
代替使用。
所述的轮毂马达及变速装置是辐条轮或是一体轮的；所述的轮毂马达及变 速装置的控制导线8从通轴9中心孔内穿出或是从轮毂端盖5内轴孔中穿出。
本发明具有的优点和积极效果是独立密封的变速装置内腔注入润滑油， 其传动部件既可以得到良好的润滑，又可以延长使用寿命和降噪，并且应用范 围广，可广泛应用于助力车自行车、助力车三轮车、混合动力助力车、水上助 力器具和动力机械等领域。
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细说明。 图1是本发明的第一种实施方式的示意性局部剖视图。
图2是本发明的第二种实施方式的示意性局部剖视图。
图3是图1实施方式带有离合装置的示意性局部剖视图。
图4是图2实施方式带有离合装置的示意性局部剖视图。
图5是本发明的转子齿轴与变速装置的主动齿轴作成一体的局部剖视图。
图6是现有技术的转子齿轴与永磁铁的装配结构示意图。
图7是本发明的转子齿轴与永磁铁的第一种装配结构示意图。
图8是本发明的转子齿轴与永磁铁的第二种装配结构示意图。
图9是本发明的转子齿轴与永磁铁的另一种装配结构示意图。
图1一图9中1.轮毂外壳； 2.马达； 3.螺丝；
5.轮毂端盖； 6.密封件；7.轴承；8.控制导线；
10.密封件； 11.轴承；12.键销；13.马达定子壳；
4.螺丝 9.通轴
14.密封件
15.注、放油螺丝孔； 16.注油装置； 17.螺丝； 18.变速装置
19.螺丝；20.挡油隔板；21.轮毂端盖；22.连轴器；23.密封件 24.密封件； 25.轴承；26.密封件；27.轴承；28.动力输出轴 29.放油装置；30.离合装置；31.卡簧； 32.键销；201.转子齿轴
202.轴承； 203.永磁铁；204.永磁铁嵌合适配齿槽；205.主动齿轴
具体实施例方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例， 并配合附图详细说明如下请参阅图1到图9。
实施例l:以电动助力自行车为例加以说明。
如图1所示马达2与变速装置18的外壳成一体(也可以作成分体式的 由螺丝固定成一体)，其两边的端盖分别由螺丝4、 19固定连接，马达2与变
速装置18的内腔由挡油隔板20隔离密封(挡油隔板20既可与变速装置18的 壳体作成一体，也可以是分体的由密封件密封、螺丝固定成一体)，马达定子 壳13由键销12固定在通轴9上，马达转子齿轴201由轴承支撑在通轴9上并 与变速装置18内的主动齿轴205成一体(或转子齿轴201与主动齿轴205作 成分体式的由螺丝固位连接成一体)，在转子齿轴201与挡油隔板20之间设置 密封件6且由轴承7支撑(也可以省去轴承7单独设置密封件6)，在转子齿轴 201与通轴9之间设置密装置14 (或用0形密封圈代替)，变速装置的动力输 出轴28分别由轴承27和变速装置18内的轴承支撑且与马达壳体端盖、通轴9 之间设置密封件23、 26，变速装置的动力输出轴28与连轴器22固位连接(可 以由螺丝或键销固位连接且动力输出轴28与连轴器22还可以作成一体式)， 连轴器22由螺丝(图中未示出)固定在轮毂端盖21上(也可以固定在轮毂外 壳1上)，轮毂端盖21、 5与轮毂外壳1分别由螺丝17、 3固位连接(或轮毂 端盖21、 5的其中一个端盖与轮毂外壳1作成一体)且通过轴承25、 11支撑 在通轴9上，在轮毂端盖21、 5和通轴9之间设置密封件24、 10，在变速装置 18内腔及对应的马达壳体上半圆周的任意位置上设置注油装置16，在与注油 装置16所对应的马达壳体下半圆周的底部附近设置放油装置29，在与注油装 置16或放油装置29所对应的轮毂外壳1的圆周上设置注、放油螺丝孔15，在 马达定子壳13与其端盖之间及轮毂外壳1与轮毂端盖21、 5之间设置密封件 (图中未示出)，在马达定子壳13上(在其外面或里面)设置电路控制装置(图 中未示出)且电路控制装置或控制器还可以与轮毂马达及变速装置分开配合使 用)，并可以在电路控制装置上装有散热装置(或散热片)，其与马达壳体紧密结合，有利于散热保护电器元件，马达控制导线8从通轴9中心孔内穿出(或
是从轮毂端盖5内轴孔中穿出，且轮毂端盖5与控制导线8穿出孔轴之间由轴 承支撑)，在控制导线8的穿出孔内设置密封件(或用绝缘密封圈代替或用密 封胶密封，图中未示出)。且上述的密封件6、 10、 14、 23、 24、 26以及马达 定子壳13与其端盖之间及轮毂外壳1与轮毂端盖21、 5之间设置密封件(图 中未示出)均可以采用O形密封圈或同密封胶一起代替使用，且各密封件的设 置不局限于图示的位置，只要是变速装置18内腔的润滑油不外泄和马达轮毂 内腔不进水或异物，其各密封件可以设置在便于加工和安装的位置上，而且可 以采用不同结构、形状和材质；所述的轮毂马达及变速装置的外部形式即可以 采用辐条轮结构又可以采用一体轮结构，且不局限于其外部结构形式；且其变 速装置上的注油装置16与放油装置29及轮毂外壳1上的注、放油螺丝孔15 是在同一径向平面的圆周上，注入润滑油时把轮毂外壳1上的注、放油螺丝孔 15朝上打开密封螺丝对准注油装置16注油，放出润滑油时把轮毂外壳1上的 注、放油螺丝孔15朝下打开密封螺丝对准放油装置29放油，其中注、放油螺 丝孔15开口要大于注油装置16或放油装置29便于操作，注油装置16和放油 装置29可以采用自动注、放油密封装置，其还可以采用螺丝和密封垫密封， 使用时打开或锁紧螺丝即可，并且注油装置16或放油装置29及注、放油螺丝 孔15也可以设置在变速装置18端盖和轮毂端盖21上；还可以把注、放油螺 丝孔15分成上、下两个且分别与注油装置16和放油装置29对应使用。
本实施例中使用的变速装置18是1一10级的直齿轮传动、行星齿轮传动、 谐波齿轮传动或摆线齿轮传动，且各级传动形式可以同时采用相同的传动形式 或不同的传动形式。也就是说1一10级的齿轮传动，各级均采用直齿轮传动或 行星齿轮传动或谐波齿轮传动或摆线齿轮传动，也可以把不同的传动形式用在 同一个变速装置中，使变速装置18根据需要为轮毂马达及变速装置减速或增 速所述的马达可以是外转子式的即定子套在驱动马达转子的内腔里面，也可 以是盘式的单转子或双转子即定子安装在驱动马达 子的轴向一侧或中间，还 可以是内转子式的即定子套在驱动马达转子外面其中之一种，且其定子外壳或 支架由键销或花键固位在通轴9上不动。使用时，通轴9固定不动，马达转子齿轴201及变速装置18与通轴9同 心且由轴承支撑固位并绕其转动，当电路控制装置(或控制器)得电给马达2 的定子线圈通电，此时马达转子齿轴201转动驱使变速装置18减速或增速， 然后从其动力输出轴28输出动力带动轮毂外壳围绕通轴9转动作功，电动助 力自行车前进。反之，电路控制装置(或控制器)失电，马达与变速装置停止 转动，电动助力自行车轮毂在惯性作用下带动变速装置与马达转子继续转动， 此时电动助力自行车轮毂受变速装置与马达磁场的阻力影响逐渐减速；由于变 速装置18和马达轮毂1的内腔均是密封的，其不会进入水或异物，从而使变 速装置18内的部件可以在润滑油的作用下得到良好的润滑，减小磨损、延长 使用寿命。
如图1到图9所示本发明所述的马达是电动无刷马达或有刷马达且在其 转子永磁铁固位处的转子齿轴201 (也就是转子铁芯)圆周上加工有永磁铁嵌 合适配齿槽204;其中，图5所示的是马达的转子齿轴201与变速装置18内的 主动齿轴205作成一体(或分体的由螺丝固定连接成一体)的形式，并由轴承 202 (至少1个轴承)支撑在通轴9上；图6到图9所示的是在其转子永磁铁 203固位处的转子齿轴201圆周上加工有永磁铁嵌合适配齿槽204。其中〈图6〉 是现有技术的转子齿轴201 (也就是转子铁芯)与永磁铁的装配结构，主要是 采用永磁铁与转子齿轴201粘接或在永磁铁上打孔由螺丝和胶粘接固位，这样 在离心力的作用下，使永磁铁易松动、脱落或破碎，特别是用在高速电机上其 危害和危险性更大。〈图7到图9〉是本发明实施例的改进形式，在转子齿 轴201的圆周上加工有永磁铁203固位的嵌合适配齿槽204;其中，〈图7〉所 示采用的是纯燕尾槽结构形状的永磁铁嵌合适配齿槽204是本实施例中的优选 方式，〈图8〉所示采用的是长方形燕尾槽结构形状的永磁铁嵌合适配齿槽204， 〈图9〉所示采用的是封闭式或开口式的长方形齿槽结构形状的永磁铁嵌合适 配齿槽204，且其永磁铁嵌合适配齿槽204的结构形状主要是能把永磁铁203 牢靠的固定住，其可以采用任何结构形状的永磁铁嵌合适配齿槽204，同时可 以适当配合打胶粘接使用，这样会使永磁铁203与转子齿轴201固位更加准确、牢靠，可以提高驱动马达效率和安全性；且上述的转子齿轴201 (也就是转子 铁芯)既可采用整体钢质材料加工而成，也可采用相同或不同厚度的钢板冲片 叠压铆合再与转子轴嵌合而成，其可以根据具体实施情况优选而定；并且其电 动马达是内转子马达或外转子马达，也可以是盘式(单盘式转子或双盘式转子) 有铁芯或无铁芯马达。
本发明还可以采用如下方案，通轴9或是采用半轴式的且分别固定在马达 外壳或变速装置上，此时马达转子齿轴201及变速装置18分别由轴承或轴销 支撑并固定在马达外壳端盖或支架上，通轴9的两个半轴分别固定在马达端盖 或变速装置18的支架上，马达轮毂外壳1及端盖5、 21分别由轴承11、 25支 撑固位在通轴9上转动，由于变速装置18内腔是独立密封的，其部件可以得 到良好的润滑且润滑油不会外漏。
其优点是独立密封的变速装置内腔注入润滑油，其传动部件既可以得到 良好的润滑，又可以延长使用寿命和降噪，并且应用范围广，可广泛应用于助 力车自行车、助力车三轮车、混合动力助力车、水上助力器具和动力机械等领 域。
实施例2:以电动助力自行车为例加以说明，变速装置采用行星齿轮变速。 如图2所示本发明的马达和变速装置外壳可以用轮毂外壳1代替使用， 既省略掉变速装置外壳或马达外壳，直接把轮毂内腔分成变速装置18内腔和
马达2的内腔，且由挡油隔板20隔离密封，其挡油隔板20既可与变速装置18 的壳体作成一体，也可以是分体的由密封件密封、螺丝固定成一体，这样当采 用行星齿轮变速由齿圈或行星支架输出动力时，其齿圈或行星支架可以直接与 轮毂外壳1或轮毂端盖21固位(或由键销、花键固位)连接成一体，并在独 立密封的变速装置18内腔中注入润滑油，其传动部件既可以得到良好的润滑， 又可以延长使用寿命和降低噪音；此时注油装置16和放油装置29可以采用一 个注、放油螺丝孔15代替使用即可，注入润滑油时把轮毂外壳1上的注、放 油螺丝孔15朝上且打开密封螺丝注入润滑油，放出润滑油时把轮毂外壳1上 的注、放油螺丝孔15朝下且打开密封螺丝放油，其是本实施例中的优选方式， 并且注、放油螺丝孔15还可以设置在轮毂端盖21上。其工作原理和使用方法 以及优点与实施例1完全相同。实施例3:以电动助力自行车为例加以说明。
如图3、图4所示在变速装置18与轮毂端盖21之间设置离合装置30，
离合装置30由螺丝或键销(图中未小出)固定在轮毂端盖21或通轴9上且与 动力输出轴28、连轴器22配合使用；离合装置30也可以设置在变速装置18 与轮毂外壳1之问(图中未示出)；比如，变速装置采用行星齿轮变速时，其 离合装置30由键销或螺丝固定在轮毂外壳1和变速装置18内的动力输出齿圈 或行星轮支架上且与其配合使用，还可以把离合装置30设置在变速装置18内 且与动力输出齿圈、行星轮支架或行星轮(且每个行星轮上都设置离合装置30) 匹配作成 体使刖再如，变速装賈采/!]谐波齿轮变速时，其离合装置30由 键销或螺丝固定在轮毂外壳1和变速装置18内的动力输出刚轮或柔轮上且与' 其配合使用，还可以把离合装置30设寬在变速装置18内且与刚轮、柔轮或波 发生器匹配作成 -体使用；并且所述的离合装置30可以用棘轮机构代替使用。 在本实施例中由于采用了具有单向作用的离合装置30，当电路控制装置(或控 制器)得电，马达2及变速装置18转动且通过离合装置30带动轮毂外壳1转 动作功，电动助力自行车前进；当电路控制装置(或控制器)失电，马达与变 速装置停止转动，由于离合装置30的作用，轮毂外壳1与变速装置、马达转 子脱离而无阻力继续转动，电动助力自行车在惯性的作用下继续前进且比没有 设置离合装置30时滑行距离长，骑行吋无阻力、续行里程长，其是本实施例 屮的优选方式。其工作原理和使用方法以及优点与实施例1完全相同。
在以上实施例中所述的轮毂马达及变速装置当用在助力自行车的后轮轴 上时，其刹车机构可以与轮毂端盖作成一体使用。
本发明不局限于上述具体实施方式
，只要是马达与变速装置内腔呈独立密 封状态，在变速装胃内腔屮既可注入润滑油或润滑脂的轮毂马达及变速装置均 落在木发明专利的保护范围之内。并且木发明的保护范围应包括那些对于本领 域普通技术人员来说显而易见的变换或转代以及改形'。
权利要求
1.一种轮毂马达及变速装置，它包括由马达定子、转子、轴和变速装置组成，其特征在于马达(2)与变速装置(18)的外壳成一体，其两边的端盖分别由螺丝(4、19)固定连接，马达(2)与变速装置(18)的内腔由挡油隔板(20)隔离密封，马达定子壳(13)由键销(12)固定在通轴(9)上，马达转子齿轴(201)由轴承支撑在通轴(9)上并与变速装置(18)内的主动齿轴(205)成一体，在转子齿轴(201)与挡油隔板(20)之间设置密封件(6)且由轴承(7)支撑，在转子齿轴(201)与通轴(9)之间设置密装置(14)，变速装置的动力输出轴(28)分别由轴承(27)和变速装置(18)内的轴承支撑且与马达壳体端盖、通轴(9)之间设置密封件(23、26)，变速装置的动力输出轴(28)与连轴器(22)固位连接，连轴器(22)由螺丝固定在轮毂端盖(21)上，轮毂端盖(21、5)与轮毂外壳(1)分别由螺丝(17、3)固位连接且通过轴承(25、11)支撑在通轴(9)上，在轮毂端盖(21、5)与通轴(9)之间设置密封件(24、10)，在变速装置(18)内腔及对应的马达壳体上半圆周的任意位置上设置注油装置(16)，在与注油装置(16)所对应的马达壳体下半圆周的底部附近设置放油装置(29)，在与注油装置(16)或放油装置(29)所对应的轮毂外壳(1)的圆周上设置注、放油螺丝孔(15)，在马达定子壳(13)与其端盖之间及轮毂外壳(1)与轮毂端盖(21、5)之间设置密封件，在马达定子壳(13)上设置电路控制装置，马达控制导线(8)从通轴(9)中心孔内穿出，在控制导线(8)的穿出孔内设置密封件。
2. 根据权利要求1所述的轮毂马达及变速装置，其特征在于所述的变 速装置(18)是1一10级的直齿轮传动、行星齿轮传动、谐波齿轮传动或摆线 &轮传动，且各级传动形式可以同时采用相同的传动形式或不同的传动形式。
3. 根据权利要求1所述的轮毂马达及变速装置，其特征在于所述的马 达转子齿轴(201)与变速装置(18)内的主动齿轴(205)成一体或是分体式的 由螺丝固位连接成一体。
4. 根据权利要求1所述的轮毂马达及变速装置，其特征在于所述的通 轴(9)或是半轴式的且分别固定在马达外壳或变速装置上。
5. 根据权利要求1所述的轮毂马达及变速装置，其特征在于所述的马 达是①外转子式的即定子套在驱动马达转子的内腔里面，②盘式的单转子或双 转子即定子安装在驱动马达转子的轴向一侧或中间，③内转子式的即定子套在 驱动马达转子外面其中之一种。
6. 根据权利要求1所述的轮毂马达及变速装置，其特征在于所述的马 达是电动无刷马达或有刷马达且在其转子永磁铁固位处的转子齿轴(201)圆 周上加工有永磁铁嵌合适配齿槽。
7. 根据权利要求1所述的轮毂马达及变速装置，其特征在于所述的马 达和变速装置外壳可以用轮毂外壳(1)代替使用，其变速装置的部件可以直 接与轮毂外壳(1)固位连接成一体。
8. 根据权利要求1所述的轮毂马达及变速装置，其特征在于所述的变速装置(18)与轮毂端盖(21)或轮毂外壳(1)之间设置离合装置(30)，所 述的离合装置(30)是设置在变速装置(18)的里面或外面且还可以设置在轮 毂端盖(21)或轮毂外壳(1)上由螺丝或键销固位成一体。
9. 根据权利要求8所述的轮毂马达及变速装置，其特征在于所述的离 合装置(30)或同变速装置(18)内的部件作成一体且可以用棘轮机构代替使 用。
10. 根据权利要求l所述的轮毂马达及变速装置，其特征在于所述的轮毂马达及变速装置是辐条轮或是一体轮的；所述的轮毂马达及变速装置的控制 导线(8)从通轴(9)中心孔内穿出或是从轮毂端盖(5)内轴孔中穿出。
全文摘要
本发明涉及一种轮毂马达及变速装置，马达与变速装置的内腔由挡油隔板隔离密封，在变速装置的内腔注入润滑油或润滑脂，且在马达轮毂外壳上设置注、放油装置，在轮毂端盖与外壳及通轴之间设置密封件，在马达定子壳上设置电路控制装置，在电路控制导线穿出孔内设置密封件，离合装置设置在变速装置与轮毂端盖或轮毂外壳之间，轮毂外壳绕通轴转动。其优点是独立密封的变速装置内腔注入润滑油，其传动部件既可以得到良好的润滑，又可以延长使用寿命和降噪，并且应用范围广，可广泛应用于助力车自行车、助力车三轮车、混合动力助力车、水上助力器具和动力机械等领域。
文档编号H02K5/00GK101588109SQ20091014916
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月12日 优先权日2009年6月12日
发明者张宏艳 申请人:张宏艳