一種輪轂電機及其電動車的製作方法

2024-03-10 03:48:15

本實用新型涉及一種輪轂電機及其電動車。

背景技術：

輪轂電機又稱車輪內裝電機，是將動力裝置以及傳動制動等裝置都整合到輪轂內，從而可以使得電動車的機械部分得到大大簡化。

通常，輪轂電機至少包括輪軸、輪轂、安裝於輪轂上且與輪轂一同轉動的轉子、與轉子對應的定子以及輪轂外殼。輪轂外殼包括設置在輪轂左側的輪轂左蓋和設置在輪轂右側的輪轂右蓋，它們共同將輪轂的中央部分以及轉子和定子等部件封閉，從而可以起到防水防塵的作用。

當輪轂電機安裝於電動車內，特別是安裝於電動獨輪車或電動雙輪車內時，一般來說，可以利用支架將輪軸固定，再將電動車的輪罩從上而下罩住輪轂電機，並且將電動機的輪罩固定在支架上，實現輪罩與輪軸的相對固定。一般來說，電動車輪罩至少部分罩住輪轂電機的左右兩側，暴露出輪轂的下方輪胎以用於電動車的行駛。

目前的電動車生產商們通常直接採購合適的輪轂電機成品，進而組裝電動車。

然而，由於輪轂電機是旋轉的，特別是輪轂電機的輪轂左蓋和輪轂右蓋是旋轉的，電動車的輪罩以及安裝在輪罩內部的電池和驅動器等部件都需要避開旋轉的輪轂電機，因此，電動車的輪罩的內壁與輪轂電機的左蓋、右蓋都要保持一定的間距，這樣一來，使得電動車的整體厚度較厚，體積較大，另一方面，輪轂電機以及整個電動車的重量也較重，這些因素都導致電動車，特別是電動獨輪車不方便攜帶。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本實用新型一方面提供了一種輪轂電機，其包括輪軸、輪轂和驅動所述輪轂轉動的至少一個電機單元，每一個所述電機單元包括相互對應地設置的至少一個定子和至少一個轉子，所述輪轂與所述輪軸相樞轉地連接；所述輪軸的兩側各具有一個端部，其中的一端部固定設置有第一端蓋；所述至少一個電機單元包括第一電機單元；所述第一電機單元的至少一個定子固定安裝於所述第一端蓋上，所述第一電機單元的至少一個轉子固定安裝於所述輪轂上。

本實用新型另一方面提供了一種電動車，所述電動車包括輪罩件和組裝在所述輪罩件內的輪轂電機，所述輪罩件至少部分罩住所述輪轂電機的兩側；所述輪轂電機採用如上述的輪轂電機；所述輪罩件與所述第一端蓋可拆卸地固定連接。

在本實用新型的一個優選的輪轂電機的實施方案中，所述輪軸的另一端部固定設置有第二端蓋。

本實用新型再一方面提供了一種電動車，所述電動車包括輪罩件和組裝在所述輪罩件內的輪轂電機，所述輪罩件至少部分罩住所述輪轂電機的兩側；所述輪轂電機採用上述優選的輪轂電機的實施方案；所述輪罩件與所述第一端蓋可拆卸地固定連接；所述輪罩件與所述第二端蓋可拆卸地固定連接。

本實用新型的輪轂電機的輪軸的端部固設有端蓋，一方面端蓋可以起到保護輪轂、防水防塵的作用，另一方面，由於端蓋與輪軸都不隨輪轂旋轉，當該輪轂電機裝配到電動車後，不旋轉的端蓋可以起到隔離旋轉的輪轂的作用，電動車輪罩件內的諸如電池或驅動器之類的部件無需較遠地避開輪轂電機，因此，與現有技術相比，輪轂電機的兩側與電動車的輪罩件的內壁之間的間距可以減小，電動車產品的厚度可以減薄，產品結構更為精簡。

附圖說明

圖1為根據本實用新型實施例1的輪轂電機的部分結構的剖視示意圖；

圖2為根據本實用新型實施例1的第一定子與第一端蓋之間的裝配示意圖；

圖3為根據本實用新型實施例1的第一轉子與輪轂之間的裝配示意圖；

圖4為根據本實用新型實施例2的電動車的部分結構的剖視示意圖；

圖5為根據本實用新型實施例3的輪轂電機的部分結構的剖視示意圖；

圖6為根據本實用新型實施例3的輪轂電機的第一端蓋與第一定子和第二定子裝配後的結構示意圖；

圖7為根據本實用新型實施例3的輪轂電機的輪轂與第一轉子和第二轉子裝配後的結構示意圖；

圖8為根據本實用新型實施例4的輪轂電機的部分結構的剖視示意圖。

圖9為根據本實用新型實施例5的輪轂電機的部分結構的剖視示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施方式對本實用新型進行詳細描述。但這些實施方式並不限制本實用新型，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本實用新型的保護範圍內。

本實用新型所使用的術語「第一」、「第二」旨在描述方便和便於理解，並不用於包含其他具體限定意義，除非另作說明。

實施例1

如圖1所示，實施例1的輪轂電機100，其包括輪軸10、輪轂20和驅動輪轂20轉動的電機單元。

在本實用新型的一個具體實施方案中，輪轂電機100具有至少一個驅動輪轂20轉動的電機單元。在本實施例中，輪轂電機100具有一個驅動輪轂20轉動的電機單元，即為第一電機單元30。

在本實用新型的一個具體實施方案中，每一個電機單元包括相互對應地設置的至少一個定子和至少一個轉子。在本實施例中，第一電機單元30包括相對應設置的第一定子31和第一轉子32。

在本實用新型的一個具體實施方案中，輪轂20與輪軸10相樞轉地連接；也就是說，在輪轂電機100運轉的過程中，輪轂20旋轉，輪軸10不旋轉。如圖1所示，在本實施例中，輪轂20與輪軸10之間設有一套軸承11。

在本實用新型的一個具體實施方案中，輪軸10的兩側各具有一個端部，其中的一端部固定設置有第一端蓋41。

在本實施例中，關於輪軸10與第一端蓋41之間的固定配合，如圖1和如2所示，第一端蓋41具有與輪軸10配合的軸套410，輪軸10穿過軸套410中的軸孔並且與軸套410套接固定。在本實施例中，第一端蓋41與輪軸10垂直地設置。

在本實用新型的一個具體實施方案中，第一電機單元30的至少一個定子固定安裝於第一端蓋41上，第一電機單元30的至少一個轉子固定安裝於輪轂20上；也就是說，轉子隨輪轂20一同旋轉，定子固定在第一端蓋41上，從而相對於輪軸10固定。

在本實施例中，第一電機單元30的第一定子31以同軸且固定的方式安裝於第一端蓋41的外周面，第一轉子32以同軸且固定的方式安裝於輪轂20的內周面。

在本實施例中，關於第一定子31與第一端蓋41之間的裝配結構，參見圖2，第一定子31與第一端蓋41之間形成了防止第一定子31相對於第一端蓋41的外周面在周向上移動的周向止動機構(圖中未標註)，以及防止第一定子31相對於第一端蓋41在軸向上移動的軸向止動機構(圖中未標註)。

具體的，如圖2所示，周向止動機構包括設置在第一端蓋41的外周面上的至少一條沿軸向延伸的凸條P和對應地設置在第一定子31的內周面上的至少一條與凸條P卡合的凹槽G。在另一個替代實施例中，第一端蓋41上設置凹槽，第一定子31上設置凸條。本領域技術人員還可以採用其他的配合結構來實現周向止動。

如圖1和2所示，軸向止動機構包括至少一對螺栓C和螺栓孔D，螺栓孔D沿軸向設置在第一端蓋41的凸條P所在位置的內壁上。當第一定子31與第一端蓋41配合(凸條P與凹槽G滑動配合)後，再將螺栓C安裝到螺栓孔D中，螺栓C在螺栓孔D中的緊固實現軸向止動(或者說限位)，防止第一定子31沿其軸向上從第一端蓋41滑脫。

優選的，在本實施例中，如圖2所示，第一定子31與第一端蓋41之間具有三個周向止動機構和三個軸向止動機構，這樣的固定方式更為穩固。

在本實施例中，關於第一轉子32與輪轂20的裝配結構，參見圖3，輪轂20的內周上設置一用於安裝第一轉子32的金屬圈21。在本實施例中，金屬圈21可以為鐵圈。在本實施例中，金屬圈21可以與輪轂20一體式鑄造成型，即金屬圈21一體成型於輪轂20的內周，再將數片永磁鐵磁片依次粘合在金屬圈21的內周壁面上形成第一轉子32的環形永磁體。

在本實用新型的一個具體實施方案中，第一定子31和第一轉子32的結構可以採用本領域的常規結構。在本實施例中，第一定子31包括具有與輪轂20同軸的環形矽鋼片組311(裝配之後，環形矽鋼片組311與輪轂20同軸)和纏繞該環形矽鋼片組311的線圈(圖中未標註)；第一轉子32包括固設於輪轂20的內周面、且與輪轂20同軸的環形永磁體(圖中未標註)。

在本實用新型的一個具體實施方案中，當第一電機單元30裝配好之後，第一定子31和第一轉子32相互對應地設置從而驅動輪轂20的轉動。本申請文件中所提及的「定子和轉子相互對應地設置」是指電機單元中定子和轉子的常規的對應設置的方式。在本實施例中，第一定子31位於第一轉子32的內部空間成相互對應地設置。在本實用新型的另一個替代實施方案中，也可以是第一轉子32位於第一定子31的內部空間成相互對應地設置。

在本實施例中，輪軸10的另一端部還固定設置有第二端蓋42。

在本實施例中，參見圖1，輪轂20的內周面可以分為向第一端蓋41一側延伸的一側內周面(左側內周面)，和向第二端蓋42一側延伸的另一側內周面(右側內周面)；其中第一轉子32固定安裝於輪轂20的左側內周面上。

本實施例的輪轂電機100的輪軸10的兩端部各固設有一個端蓋，一方面兩個端蓋可以起到保護輪轂20、防水防塵的作用，另一方面，由於兩個端蓋與輪軸10都不隨輪轂20旋轉，當該輪轂電機100裝配到電動車後，兩個不旋轉的端蓋可以起到隔離旋轉的輪轂20的作用，電動車輪罩件內的諸如電池或驅動器之類的部件無需較遠地避開輪轂電機，因此，與現有技術相比，輪轂電機100的兩側與電動車的輪罩件的內壁之間的間距可以減小，電動車產品的厚度可以減薄，產品結構更為精簡。

實施例2

如圖4所示，實施例2的電動車，其包括輪罩件200和組裝在輪罩件200內的輪轂電機100，輪罩件200至少部分罩住輪轂電機100的兩側；其中，輪轂電機100採用實施例1的輪轂電機100。

在本實施例中，輪罩件200的兩側內壁分別與第一端蓋41和第二端蓋42可拆卸地固定連接。

本實施例的電動車，由於輪轂電機100的輪軸10的兩端部各固設有一個端蓋，一方面兩個端蓋可以起到保護輪轂20、防水防塵的作用，另一方面，由於兩個端蓋與輪軸10都不隨輪轂20旋轉，當該輪轂電機100裝配到電動車後，兩個不旋轉的端蓋可以起到隔離旋轉的輪轂20的作用，電動車輪罩件內的諸如電池或驅動器之類的部件無需較遠地避開輪轂電機，因此，與現有技術相比，輪轂電機100的兩側與電動車的輪罩件的內壁之間的間距可以減小，電動車產品的厚度可以減薄，產品結構更為精簡。

關於輪罩件，為設置在電動車的車輪外側的部件，可以為各種包圍在電動車車輪外側的部件，例如可以為輪罩蓋、輪罩網、輪罩支架或者它們的組合。在本實施例中，輪罩件200為輪罩蓋。在本實用新型的一些替代實施方案中，輪罩件200還可以包含與輪罩蓋固定設置(例如焊接、一體成型或其他固設方式)的其他配件或組件。

在本實施例中，電動車還包括兩個與輪罩件200相樞轉設置的腳踏板300，腳踏板300相對於輪罩件200具有摺疊狀態和展開狀態；輪罩件200的兩側內壁上分別固設一腳踏板止擋件50，當腳踏板300處於展開狀態時，腳踏板300的靠近輪罩件200的一側端部向上抵持於腳踏板止擋件50，從而腳踏板300上的受力傳遞到腳踏板止擋件50，由於腳踏板止擋件50與輪罩件200固定連接，因此，腳踏板300上的受力可以通過腳踏板止擋件50分散傳遞到輪罩件200上，可以更好地將腳踏板300維持在展開狀態；再者，除了受力的分散傳遞以外，腳踏板300與輪罩件之間的作用力為上下方向的，可以防止輪罩件300(例如金屬外殼)在左右方向上被擠壓變形。

參見圖4，腳踏板止擋件50具有向外側延伸的止擋凸起51，當腳踏板300處於展開狀態時，腳踏板300的靠近輪罩件200的一側端部向上抵持於止擋凸起51。

在本實施例中，腳踏板止擋件50可以與輪罩件200(內壁)一體成型。

在本實施例中，輪罩件200的兩側內壁上的左右兩個腳踏板止擋件50分別與第一端蓋41和第二端蓋42通過固定連接件(圖中未示出)實現可拆卸地固定連接；固定連接件可以採用諸如螺絲之類的緊固件。也就是說，固設在輪罩件200兩側內壁的左右兩個腳踏板止擋件50分別通過一固定連接件與第一端蓋41和第二端蓋42的可拆卸的固定連接，從而實現輪罩件200與輪轂電機100之間的拆卸和裝配。

在本實施例中，電動車為自平衡電動車。

實施例3

參見圖5，實施例3的輪轂電機的部分結構的剖視示意圖。

實施例3的輪轂電機100』與實施例1的輪轂電機的不同僅在於：電機結構。

實施例3的輪轂電機100』，除了包括實施例1中已有的第一電機單元30』，還包括第二電機單元60』。

第二電機單元60』包括相對應設置的第二定子61』和第二轉子62』，第二定子61』固定安裝於第一端蓋41』，第二轉子62』固定安裝於輪轂20』。

參見圖6，第一定子31』和第二定子61』與第一端蓋41』之間的裝配示意圖。

關於第一定子31』與第一端蓋41』之間的裝配結構與實施例1中的相同，因此具體不再贅述。

關於第二定子61』與第一端蓋41』之間的裝配結構，第一端蓋41』上固設一用於安裝第二定子61』的第二定子安裝部41a』，參見圖6所示第一端蓋41』的結構示意圖，第二定子61』固定安裝於第二定子安裝部41a』的外周面，從而使得第二定子61』相對於第一端蓋41』同軸且固定。在本實用新型的另一個替代實施例中，第二定子61』也可以固定安裝於第二定子安裝部41a』的內周面。

關於第一轉子32』與輪轂20』之間的裝配結構與實施例1中的相同，因此具體不再贅述。

關於第二轉子62』與輪轂20』之間的裝配結構，輪轂20』上固設一用於安裝第二轉子62』的第二轉子安裝部22』，參見圖7所示輪轂20』的結構示意圖，第二轉子62』固定安裝於第二轉子安裝部22』的內周面，從而使得第二轉子62』相對於輪轂20』同軸且固定。在本實用新型的另一個替代實施例中，第二轉子62』也可以固定安裝於第二轉子安裝部22』的外周面。

當第二電機單元60』裝配好之後，參見圖5，第二定子61』和第二轉子62』相互對應地設置從而驅動輪轂20』的轉動。

其他結構與實施例1相同，具體不再贅述。

實施例4

參見圖8，實施例4的輪轂電機的部分結構的剖視示意圖。

實施例4的輪轂電機100』與實施例1的輪轂電機的不同僅在於：電機結構。

實施例4的輪轂電機100』，除了包括實施例1中已有的第一電機單元30』，還包括第三電機單元70』。

第三電機單元70』包括相對應設置的第三定子71』和第三轉子72』，第三定子71』以同軸且固定的方式安裝於第二端蓋42』的外周面；第三轉子72』以同軸且固定的方式安裝於輪轂20』的內周面。

在本實施例中，參見圖8，輪轂20』的內周面可以分為向第一端蓋41』一側延伸的一側內周面(左側內周面)，和向第二端蓋42』一側延伸的另一側內周面(右側內周面)。

其中第一轉子32』固定安裝於輪轂20』的左側內周面上，第一定子31』安裝於(左側)的第一端蓋41』的外周面上；具體結構同實施例1，在此不再贅述。

其中第三轉子72』固定安裝於輪轂20』的右側內周面上，第三定子71』安裝於(右側)的第二端蓋42』的外周面上，從而實現第三定子71』與第三轉子72』的相互對應地設置。

其他結構與實施例1相同，具體不再贅述。

實施例5

參見圖9，實施例5的輪轂電機100的部分結構的剖視示意圖。

實施例5的輪轂電機與實施例1的不同僅在於：實施例5的輪轂20包括兩個相對固定的、同軸且並列設置的兩個輪輞23a、23b，這兩個輪輞23a、23b的尺寸相同。

在本實施例中，參見圖9，輪轂20在軸向上整體加寬，一體式地、並行設置兩個輪轂23a、23b；兩個輪輞23a、23b同軸且尺寸相同，從而可以同步運行。

其他結構與實施例1相同，具體不再贅述。

應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施方式的具體說明，它們並非用以限制本實用新型的保護範圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本實用新型的保護範圍之內。