專利名稱：馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變速裝置，特別是涉及一種電動(dòng)車馬達(dá)順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，
其變速裝置驅(qū)動(dòng)輪轂外殼或輸出軸實(shí)現(xiàn)同向變速轉(zhuǎn)動(dòng)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，日前，市面上出售的電動(dòng)車馬達(dá)特別是電動(dòng)助力車馬達(dá)要么無(wú)機(jī)械變 速裝置，在啟動(dòng)、爬坡或載重時(shí)耗能；要么有機(jī)械變速裝置其是固定速比的，又不能充分發(fā) 揮馬達(dá)性能。 在本人申請(qǐng)的中國(guó)專利申請(qǐng)公開說(shuō)明書200820107607. X中公開了一種驅(qū)動(dòng)馬達(dá) 及自動(dòng)變速裝置。該變速裝置采用馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)離心力的作用，由離心軸檔和變速齒輪軸向 運(yùn)動(dòng)定位變速，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔變速功能。由于其離心軸檔和變速齒輪需要占用一定的軸向 空間，勢(shì)必使變速裝置體積增大，給電動(dòng)助力車安裝帶來(lái)不便，外觀欠佳。
在中國(guó)專利申請(qǐng)公開說(shuō)明書200910305629. 6中公開了一種電動(dòng)車輪轂動(dòng)力輸出 裝置。該動(dòng)力輸出裝置采用了電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時(shí)分別能夠?qū)崿F(xiàn)同一方向低速或高速的動(dòng) 力輸出，且電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)馬達(dá))的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)是靠設(shè)置的速度傳感器檢測(cè)到的輸出齒輪轉(zhuǎn) 動(dòng)速度信號(hào)的設(shè)定值傳輸給中央控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，也就是說(shuō)，速度傳感器是設(shè)置在輪轂內(nèi) 的輸出齒輪附近，這樣勢(shì)必給安裝帶來(lái)不便，如果該動(dòng)力輸出裝置中注入油脂長(zhǎng)時(shí)間使用 將會(huì)對(duì)速度傳感器的壽命造成影響。且其電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)馬達(dá))正、反轉(zhuǎn)控制信號(hào)只采用了 一個(gè)速度傳感器，控制信號(hào)采集單一，控制手段不靈活。而且，采用單個(gè)導(dǎo)向輪和傳動(dòng)齒輪 以及帶有單向超越離合式齒輪(摩托車行業(yè)常用結(jié)構(gòu))傳動(dòng)，相當(dāng)于直齒輪傳動(dòng)，使各個(gè)齒
輪受力大，易磨損。在上述的電動(dòng)車輪轂動(dòng)力輸出裝置中輪轂端蓋與機(jī)殼之間以及各轉(zhuǎn)軸、 軸承之間沒有設(shè)置密封件，易透水，將嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服以上不足而提供一種扭矩大、可控自動(dòng)變速、效率高 和節(jié)能的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置。 本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，它包括 由馬達(dá)4、通軸1、輪轂外殼6和行星輪系構(gòu)成的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，在通軸1上同軸裝有馬 達(dá)轉(zhuǎn)子5、主動(dòng)輪A 51和變速裝置且分別由軸承支撐在通軸1，馬達(dá)端蓋41由螺絲固定在 馬達(dá)4的定子外殼上且由鍵銷17和卡簧固定在通軸1上不動(dòng)，輪轂左端蓋61與輪轂右端 蓋62分別由軸承支撐通過螺絲固定在輪轂外殼6上，其特征在于在變速裝置中分別設(shè)置 離合器A 12與離合器B IO，離合器A 12設(shè)置固位在被動(dòng)輪支架A 14與輪轂外殼6內(nèi)腔之 間，離合器B IO設(shè)置固位在齒圈B 11與輪轂外殼6內(nèi)腔之間或設(shè)置固位在被動(dòng)輪支架B 8與通軸1之間，所述的離合器A 12與離合器B 10轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合方向相同，被動(dòng)輪支架A14與 主動(dòng)輪B 52成一體，在被動(dòng)輪支架A 14上至少固位設(shè)置1個(gè)被動(dòng)輪A 16且被動(dòng)輪支架A 14由軸承支撐在通軸1轉(zhuǎn)動(dòng)，在被動(dòng)輪支架B 8上至少固位設(shè)置1個(gè)被動(dòng)輪B 9且被動(dòng)輪
4支架B 8由鍵銷7固定在通軸1上，齒圈A 15由銷釘固定在馬達(dá)4的外殼上，在馬達(dá)4外 殼的外圓周與輪轂外殼6內(nèi)腔之間設(shè)置密封件13，馬達(dá)轉(zhuǎn)子5與主動(dòng)輪A 51成一體或分 體由螺釘固定成一體轉(zhuǎn)動(dòng)，在輪轂外殼6內(nèi)腔中設(shè)置電路控制裝置3且固定在馬達(dá)端蓋41 上，在輪轂外殼6的里面或外面設(shè)置控制馬達(dá)4轉(zhuǎn)動(dòng)方向的信號(hào)傳感裝置2和其信號(hào)傳感 器21，且信號(hào)傳感裝置2固位在電路控制裝置3或馬達(dá)端蓋41或通軸1上，信號(hào)傳感器21 由螺絲固位在輪轂左端蓋61或輪轂外殼6上，在輪轂左端蓋61、輪轂右端蓋62的中心孔 與通軸1之間分別設(shè)置密封件，在輪轂左端蓋61、輪轂右端蓋62與輪轂外殼6之間分別設(shè) 置密封件，在變速裝置所對(duì)應(yīng)的輪轂外殼6或輪轂右端蓋62上設(shè)置注、放油裝置19，馬達(dá)4 和電路控制導(dǎo)線從通軸1上的中心孔內(nèi)或輪轂左端蓋61上的軸孔中引出，在控制導(dǎo)線與其 引出孔內(nèi)設(shè)置密封件。 本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施 所述的變速裝置是1-10級(jí)的行星齒輪變速、諧波齒輪變速或擺線齒輪變速；所述 的行星輪系既可以采用機(jī)械輪變速，也可以采用磁性輪變速。 所述的變速裝置至少采用1個(gè)行星輪系，且行星輪系中至少有1個(gè)被動(dòng)輪A16或 被動(dòng)輪B 9，所述的行星輪系是行星齒輪傳動(dòng)時(shí)其被動(dòng)輪A 16或被動(dòng)輪B 9可以同時(shí)采用 梯形齒輪傳動(dòng)或同時(shí)采用單個(gè)齒輪與梯形齒輪傳動(dòng)。 所述的變速裝置采用1個(gè)行星輪系時(shí)其離合器A 12設(shè)置固位在連軸器18與輪轂 外殼6內(nèi)腔之間，所述的連軸器18由卡簧固位在主動(dòng)輪A 51上且一同轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述的離合器A 12設(shè)置固位在被動(dòng)輪支架A 14與輪轂外殼6內(nèi)腔之間，還可以 設(shè)置在齒圈A 15與輪轂外殼6內(nèi)腔之間；所述的離合器B IO設(shè)置固位在齒圈B ll與輪轂 外殼6內(nèi)腔之間或設(shè)置固位在被動(dòng)輪支架B 8與通軸1之間，還可以設(shè)置在被動(dòng)輪B 9上； 所述的被動(dòng)輪支架A 14與主動(dòng)輪B 52成一體或分體，且離合器B IO設(shè)置在主動(dòng)輪B 52 與被動(dòng)輪支架A 14之間或被動(dòng)輪B 9上。所述的離合器A 12與離合器B 10是楔塊式的，還可以用棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)代替
使用，所述的離合器A 12與離合器B IO可同時(shí)采用相同形式或不同形式結(jié)構(gòu)。 所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置是輪轂輸出式的且還可以是中置軸輸出式的，所述的馬
達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置固位在通軸1上，還可以固位在兩個(gè)半軸上且兩個(gè)半軸分別與馬達(dá)端蓋41
和被動(dòng)輪支架B 8相連接；所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置是中置軸輸出時(shí)其通軸1可以采用空
心軸且在通軸1上設(shè)置腳踏中軸54，在腳踏中軸54與輸出軸20之間設(shè)置腳踏離合裝置53
和密封件。 所述的馬達(dá)4是電動(dòng)馬達(dá)、燃油馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)或液壓馬達(dá)；所述的馬達(dá)4是①外 轉(zhuǎn)子式的即定子套在馬達(dá)轉(zhuǎn)子的內(nèi)腔里面，②盤式的單轉(zhuǎn)子或雙轉(zhuǎn)子即定子安裝在馬達(dá)轉(zhuǎn) 子的軸向一側(cè)或中間，③內(nèi)轉(zhuǎn)子式的即定子套在馬達(dá)轉(zhuǎn)子外面其中之一種。
所述的電路控制裝置3是設(shè)置在輪轂外殼6的里面，且還可以設(shè)置在輪轂外殼6 的外面或單獨(dú)使用，所述的信號(hào)傳感裝置2和其信號(hào)傳感器21是設(shè)置在輪轂外殼6的里面 或外面成一體或分體且單獨(dú)使用，所述的信號(hào)傳感裝置2和其信號(hào)傳感器21是電磁傳感 器、力矩傳感器或光電傳感器，還可以采用轉(zhuǎn)把開關(guān)22、離心開關(guān)23或手動(dòng)開關(guān)24的信號(hào) 來(lái)控制馬達(dá)4順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 所述的變速裝置與馬達(dá)4同軸或不同軸，所述的變速裝置與馬達(dá)4還可以平行設(shè)置且馬達(dá)轉(zhuǎn)子5的輸出齒軸與主動(dòng)輪A 51由過度輪55連接轉(zhuǎn)動(dòng)。 本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)變速節(jié)能，應(yīng)用范圍廣， 可廣泛應(yīng)用于助力車、電動(dòng)車、混合動(dòng)力汽車、燃油車、洗衣機(jī)、動(dòng)力器具和動(dòng)力機(jī)械等領(lǐng) 域。
圖1是本發(fā)明輪轂輸出結(jié)構(gòu)的示意性局部剖視圖。
圖2是本發(fā)明輪轂輸出結(jié)構(gòu)的另一種形式示意性局部剖視圖。
圖3是本發(fā)明采用雙向離合器結(jié)構(gòu)的示意性局部剖視圖。
圖4是本發(fā)明電路控制結(jié)構(gòu)原理框圖。 圖5是本發(fā)明采用梯形齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意性局部剖視圖。 圖6是本發(fā)明采用梯形齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)原理圖。 圖7是本發(fā)明采用梯形齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)原理側(cè)視圖。 圖8是本發(fā)明采用梯形齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的另一種形式原理圖。 圖9是本發(fā)明采用梯形齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的另一種形式原理側(cè)視圖。 圖10是本發(fā)明采用半軸結(jié)構(gòu)的示意性局部剖視圖。
圖11是本發(fā)明輪轂輸出結(jié)構(gòu)的單級(jí)齒輪傳動(dòng)示意性局部剖視圖。 圖12是本發(fā)明中置軸輸出結(jié)構(gòu)的示意性局部剖視圖。 圖13是本發(fā)明中置軸輸出帶腳踏中軸結(jié)構(gòu)的示意性局部剖視圖。 圖14是本發(fā)明變速裝置與馬達(dá)不同軸結(jié)構(gòu)的示意性局部剖視圖。 圖15是本發(fā)明變速裝置與馬達(dá)不同軸結(jié)構(gòu)的示意性原理圖。 圖1-圖15中1.通軸；2.信號(hào)傳感裝置；3.電路控制裝置；4.馬達(dá)；5.馬達(dá)轉(zhuǎn) 子；6.輪轂外殼；7.鍵銷；8.被動(dòng)輪支架B;9.被動(dòng)輪B;IO.離合器B;ll.齒圈B;12.離 合器A;13.密封件；14.被動(dòng)輪支架A;15.齒圈A;16.被動(dòng)輪A;17.鍵銷；18.連軸器； 19.注、放油裝置；20.輸出軸；21.信號(hào)傳感器；22.轉(zhuǎn)把開關(guān)；23.離心開關(guān)；24.手動(dòng)開 關(guān)；25.鍵銷；41.馬達(dá)端蓋；51.主動(dòng)輪A ;52.主動(dòng)輪B ;53.腳踏離合裝置；54.腳踏中軸； 55.過度輪；61.輪轂左端蓋；62.輪轂右端蓋。
具體實(shí)施例方式
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖 詳細(xì)說(shuō)明如下請(qǐng)參閱圖1及圖15。 實(shí)施例1 :以電動(dòng)自行車輪轂馬達(dá)為例加以說(shuō)明，變速裝置采用兩級(jí)行星齒輪變 速。 如圖1至圖4所示在變速裝置中分別設(shè)置離合器A 12與離合器B IO(均采用楔 塊式或棘輪機(jī)構(gòu)或槽輪機(jī)構(gòu)，也可以同時(shí)采用相同形式或不同形式結(jié)構(gòu))，離合器A 12設(shè) 置固位在被動(dòng)輪支架A 14(行星架)與輪轂外殼6內(nèi)腔之間，離合器B IO設(shè)置固位在齒 圈B 11與輪轂外殼6內(nèi)腔之間或設(shè)置固位在被動(dòng)輪支架B 8(行星架)與通軸l之間或被 動(dòng)輪B 9(行星輪)上，所述的離合器A 12與離合器B IO轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合方向相同，被動(dòng)輪支架 A14(行星架)與主動(dòng)輪B 52成一體或分體式的，且離合器B IO設(shè)置在主動(dòng)輪B 52與被
6動(dòng)輪支架A 14之間與離合器A 12呈一體雙向離合器，在被動(dòng)輪支架A 14(行星架)上至 少固位設(shè)置1個(gè)被動(dòng)輪A 16(行星輪)且被動(dòng)輪支架A 14(行星架)由軸承支撐在通軸l 轉(zhuǎn)動(dòng)，在被動(dòng)輪支架B 8(行星架)上至少固位設(shè)置1個(gè)被動(dòng)輪B 9(行星輪)且被動(dòng)輪支 架B 8(行星架)由鍵銷7固定在通軸1上，齒圈A 15由銷釘固定在馬達(dá)4的外殼上，在馬 達(dá)4外殼的外圓周與輪轂外殼6內(nèi)腔之間設(shè)置密封件13，馬達(dá)轉(zhuǎn)子5與主動(dòng)輪A 51成一體 或分體由螺釘固定成一體轉(zhuǎn)動(dòng)，在輪轂外殼6內(nèi)腔中設(shè)置電路控制裝置3且固定在馬達(dá)端 蓋41 (或馬達(dá)定子支架或通軸1)上，在輪轂外殼6的里面或外面設(shè)置控制馬達(dá)4轉(zhuǎn)動(dòng)方向 的信號(hào)傳感裝置2和其信號(hào)傳感器21，且信號(hào)傳感裝置2固位在電路控制裝置3或馬達(dá)端 蓋41或通軸1上，信號(hào)傳感器21由螺絲固位在輪轂左端蓋61或輪轂外殼6上，在輪轂左 端蓋61、輪轂右端蓋62的中心孔與通軸1之間分別設(shè)置密封件，在輪轂左端蓋61、輪轂右 端蓋62與輪轂外殼6之間分別設(shè)置密封件，在變速裝置所對(duì)應(yīng)的輪轂外殼6或輪轂右端蓋 62上設(shè)置注、放油裝置19 (油杯或螺絲、孔)，馬達(dá)4和電路控制導(dǎo)線從通軸1上的中心孔 內(nèi)或輪轂左端蓋61上的軸(與通軸1固定連接且輪轂左端蓋61由軸承支撐其上，并設(shè)置 有控制導(dǎo)線引出孔)孔中引出，在控制導(dǎo)線與其引出孔內(nèi)設(shè)置密封件。
上述的電路控制裝置3是設(shè)置在輪轂外殼6的里面，在電路控制裝置3上設(shè)置散 熱裝置與馬達(dá)4殼體緊密結(jié)合，保證控制器件的散熱，也可以把電路控制裝置3設(shè)置在輪轂 外殼6的外面單獨(dú)配套使用，這樣可以減小馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置的體積，又能得到良好的散 熱且便于維護(hù)。 上述的信號(hào)傳感裝置2和其信號(hào)傳感器21設(shè)置在輪轂外殼6的里面且信號(hào)傳感 裝置2固定在電路控制裝置3或馬達(dá)端蓋41(或馬達(dá)定子支架)上，信號(hào)傳感器21由螺絲 固位在輪轂左端蓋61或輪轂外殼6或馬達(dá)轉(zhuǎn)子5上，也可以把信號(hào)傳感裝置2固定在被 動(dòng)輪支架B 8(行星架)上，信號(hào)傳感器21固定在輪轂右端蓋62或輪轂外殼6或被動(dòng)輪B 9 (行星輪)上，還可以把信號(hào)傳感裝置2和其信號(hào)傳感器21設(shè)置在輪轂外殼6的外面，既 信號(hào)傳感裝置2單獨(dú)設(shè)置與固定在輪轂左端蓋61或輪轂外殼6上的信號(hào)傳感器21配合使 用或把信號(hào)傳感器21設(shè)置在電動(dòng)自行車的前、后輪軸或輪或腳踏鏈輪上，利用電動(dòng)自行車 的前、后輪或腳踏鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度信號(hào)經(jīng)電路控制裝置3控制馬達(dá)4順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)， 還可以采用轉(zhuǎn)把開關(guān)22信號(hào)，既采用轉(zhuǎn)把開關(guān)22從零位轉(zhuǎn)至最大位的頻率次數(shù)作為馬達(dá) 4順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的控制信號(hào)設(shè)定值來(lái)實(shí)現(xiàn)變速功能，且轉(zhuǎn)把開關(guān)22在零位至最大位 之間(沒有達(dá)到最大位置)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其電路控制裝置3始終保持原始狀態(tài)工作。例如，設(shè)定 轉(zhuǎn)把開關(guān)22從零位轉(zhuǎn)至最大位一次再回到零位停頓1秒后轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)把開關(guān)22轉(zhuǎn)過零位瞬間 作為馬達(dá)4換向記憶控制信號(hào)(也可以根據(jù)實(shí)際需要和便于設(shè)計(jì)選擇換向記憶控制信號(hào))； 還可以采用離心開關(guān)23或手動(dòng)開關(guān)24的控制信號(hào)，既離心開關(guān)23達(dá)到設(shè)定力矩信號(hào)時(shí)動(dòng) 作或手動(dòng)開關(guān)24人力動(dòng)作接通或斷開時(shí)把控制信號(hào)傳輸給電路控制裝置3來(lái)控制馬達(dá)4 順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，且離心開關(guān)23可以安裝在輪轂上(里面或外面)或馬達(dá)轉(zhuǎn)子5上， 也可以安裝在電動(dòng)自行車的前、后輪或腳踏鏈輪上；手動(dòng)開關(guān)24可以安裝在人力便于操作 的任一位置上。上述的信號(hào)傳感裝置2和其信號(hào)傳感器21的作用是當(dāng)電動(dòng)自行車的行駛 速度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，其信號(hào)傳感裝置2和其信號(hào)傳感器21把采集到的控制信號(hào)傳輸給電路 控制裝置3來(lái)控制馬達(dá)4的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)變速裝置(行星齒輪系)換檔變速功能，由 于離合器A12與離合器B 10的轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合方向相同，使輪轂外殼6始終保持同向轉(zhuǎn)動(dòng)。上述的信號(hào)傳感裝置2和其信號(hào)傳感器21采用電磁傳感器或光電傳感器時(shí)其采集的是速度、位 置信號(hào)，采用力矩傳感器時(shí)其采集的是力矩感應(yīng)與速度的合成信號(hào)。 在上述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置中，所述的變速裝置是1-10級(jí)的行星齒輪變速、諧波 齒輪變速或擺線齒輪變速，即，變速裝置采用l-10級(jí)傳動(dòng)時(shí)，離合器A 12與離合器B 10可 以設(shè)置在其中的任一級(jí)傳動(dòng)輪上來(lái)實(shí)現(xiàn)換檔變速功能；所述的行星輪系既可以采用機(jī)械輪 變速，也可以采用磁性輪變速，當(dāng)采用磁性輪變速時(shí)，其主動(dòng)輪、被動(dòng)輪和齒圈均采用磁性 材料并采取有效的磁場(chǎng)屏蔽與作用力實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦傳動(dòng)。 在上述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置中，所述的馬達(dá)4是電動(dòng)馬達(dá)、燃油馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)或 液壓馬達(dá)；所述的馬達(dá)4是①外轉(zhuǎn)子式的即定子套在馬達(dá)轉(zhuǎn)子的內(nèi)腔里面，②盤式的單轉(zhuǎn) 子或雙轉(zhuǎn)子即定子安裝在馬達(dá)轉(zhuǎn)子的軸向一側(cè)或中間，③內(nèi)轉(zhuǎn)子式的即定子套在馬達(dá)轉(zhuǎn)子 外面其中之一種。可以根據(jù)具體使用情況選擇馬達(dá)形式。 如圖5至圖9所示在上述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置中，所述的離合器A 12設(shè)置固位 在齒圈A 15與輪轂外殼6內(nèi)腔之間，所述的變速裝置至少采用l個(gè)行星輪系，且行星輪系 至少有1個(gè)被動(dòng)輪A 16或被動(dòng)輪B 9，所述的行星輪系是行星齒輪傳動(dòng)時(shí)其被動(dòng)輪A 16或 被動(dòng)輪B 9可以同時(shí)采用梯形齒輪傳動(dòng)或同時(shí)采用單個(gè)齒輪與梯形齒輪傳動(dòng)。此時(shí)，被動(dòng) 輪B 9采用梯形齒輪傳動(dòng)，其離合器B10設(shè)置在梯形齒輪的第一級(jí)齒輪和第二級(jí)齒輪之間 且離合器B IO與離合器A 12轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合方向相同。在馬達(dá)4換向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)充分利用行星輪系 的行星輪支架與齒圈反向傳動(dòng)特性，無(wú)需導(dǎo)向輪就可實(shí)現(xiàn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置的輸出保持同 向轉(zhuǎn)動(dòng)。 如圖10所示在上述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置中，所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置固位在通 軸1上，還可以固位在兩個(gè)半軸上且兩個(gè)半軸分別與馬達(dá)端蓋41和被動(dòng)輪支架B 8相連 接，與上述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置固位在通軸1上的功效一致。 在上述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置中，在馬達(dá)4外殼的外圓周與輪轂外殼6內(nèi)腔之間設(shè) 置密封件13，在輪轂外殼6與輪轂左端蓋61、輪轂右端蓋62和通軸1之間以及控制導(dǎo)線 孔內(nèi)均設(shè)置了密封件，使變速裝置與馬達(dá)內(nèi)腔及外部隔離，防止?jié)櫥?脂)和水等混入， 延長(zhǎng)使用壽命；并且在變速裝置所對(duì)應(yīng)的輪轂外殼6或輪轂右端蓋62上設(shè)置注、放油裝置 19 (油杯或螺絲、？L )，其變速裝置可以得到良好的維護(hù)。 使用時(shí)，齒圈A 15與被動(dòng)輪支架B 8(行星架)固定不動(dòng)，被動(dòng)輪支架A 14(行星 架)與齒圈B ll轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)子5得電按逆順時(shí)針方向帶動(dòng)主動(dòng)輪A 51—起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 由于齒圈A 15固定在馬達(dá)4的外殼上不動(dòng)，被動(dòng)輪A 16(行星輪)在主動(dòng)輪A 51的作用 下帶動(dòng)被動(dòng)輪支架A 14(行星架)及主動(dòng)輪B 5逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，離合器A 12脫開，離合 器B IO嚙合自鎖，被動(dòng)輪B 9(行星輪)在主動(dòng)輪B 5的作用下驅(qū)動(dòng)齒圈B ll帶動(dòng)輪轂外 殼6按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，變速裝置實(shí)現(xiàn)兩級(jí)大扭矩低速傳動(dòng)(其傳動(dòng)比與速度可以根據(jù)實(shí) 際情況自由設(shè)定)，在電動(dòng)自行車起動(dòng)、爬坡、載重或低速運(yùn)行時(shí)省電節(jié)能；當(dāng)電動(dòng)自行車 的行駛速度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，安裝在馬達(dá)端蓋(或電路控制裝置3)上的信號(hào)傳感裝置2與安 裝在輪轂左端蓋61上的信號(hào)傳感器21相對(duì)運(yùn)動(dòng)且檢測(cè)出與速度設(shè)定值相對(duì)應(yīng)的位置傳感 信號(hào)(或力矩、開關(guān)信號(hào))，并傳輸給電路控制裝置3，電路控制裝置3動(dòng)作控制馬達(dá)轉(zhuǎn)子5 按順時(shí)針方向帶動(dòng)主動(dòng)輪A 51—起轉(zhuǎn)動(dòng)，被動(dòng)輪支架A 14(行星架)在被動(dòng)輪A 16(行星 輪)的作用下按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，離合器B IO脫開，使齒圈B 11與輪轂外殼6分離，離合器A 12嚙合自鎖，在被動(dòng)輪支架A 14(行星架)的作用下帶動(dòng)輪轂外殼6保持順時(shí)針 方向轉(zhuǎn)動(dòng)，變速裝置由兩級(jí)低速傳動(dòng)切換成單級(jí)高速傳動(dòng)，由于離合器A 12與離合器B 10 的轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合方向相同，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置在斷電滑行時(shí)，其輪轂外殼6實(shí)現(xiàn)無(wú)阻尼轉(zhuǎn)動(dòng)，從 而實(shí)現(xiàn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置的自動(dòng)變速節(jié)電功能。 其優(yōu)點(diǎn)是重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)變速節(jié)能，應(yīng)用范圍廣，可廣泛應(yīng)用于助力車、 電動(dòng)車、混合動(dòng)力汽車、燃油車、洗衣機(jī)、動(dòng)力器具和動(dòng)力機(jī)械等領(lǐng)域。 實(shí)施例2 :以電動(dòng)自行車輪轂馬達(dá)為例加以說(shuō)明，變速裝置采用單級(jí)行星齒輪變 速。 如圖11所示馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置采用輪轂輸出，還可以采用中置軸輸出形式。當(dāng) 所述的變速裝置采用1個(gè)行星輪系時(shí)其離合器A 12設(shè)置固位在連軸器18與輪轂外殼6內(nèi) 腔之間，所述的連軸器18由卡簧固位在主動(dòng)輪A 51上且一同轉(zhuǎn)動(dòng)，連軸器18與主動(dòng)輪A 51還可以采用齒槽或銷鍵連接固位；如果去掉輪轂中馬達(dá)4與變速裝置之間的密封檔板 (采用其它密封方式)，那么，離合器A 12可以直接設(shè)置固位在馬達(dá)轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與輪轂 外殼6內(nèi)腔之間，一級(jí)行星系齒輪在離合器B 10的作用下帶動(dòng)輪轂外殼6實(shí)現(xiàn)低速轉(zhuǎn)動(dòng)； 當(dāng)電動(dòng)自行車的行駛速度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，馬達(dá)轉(zhuǎn)子5通過離合器A 12直接帶動(dòng)輪轂外殼6 保持同向高速轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置的自動(dòng)變速節(jié)電功能。其工作原理和使用方法 及優(yōu)點(diǎn)同實(shí)施例l完全相同。 實(shí)施例3 :以電動(dòng)自行車中置馬達(dá)為例加以說(shuō)明，變速裝置采用兩級(jí)行星齒輪變 速。 如圖12所示所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置是中置軸輸出式的，其馬達(dá)4直接固位在 輪轂外殼6內(nèi)腔上，輪轂外殼6此時(shí)固定不動(dòng)，輪轂左端蓋61與通軸1的一端由鍵銷25固 位連接，由齒圈B 11的輸出軸20輸出動(dòng)力，齒圈B 11與輸出軸20成一體或分體由螺絲或 鍵銷固定成一體，且輪轂右端蓋62由軸承支撐在齒圈B 11的輸出軸20上，齒圈B 11的輸 出軸20由軸承支撐在與其同心的通軸1上，在通軸1與輸出軸20之間設(shè)置密封件。其工 作原理和使用方法及優(yōu)點(diǎn)同實(shí)施例1完全相同。 另外，如圖13所示馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置采用中置軸輸出，并且在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝 置上設(shè)置人力腳踏中軸54，其馬達(dá)4直接固位在輪轂外殼6內(nèi)腔上，輪轂外殼6此時(shí)固定不 動(dòng)，輪轂左端蓋61與通軸1的一端由鍵銷25固位連接，輪轂右端蓋62由軸承支撐在齒圈 B 11的輸出軸20上，此時(shí)通軸1采用空心軸，在其軸心內(nèi)設(shè)置腳踏中軸54且在軸承支撐 下可以順時(shí)針或逆時(shí)針自由轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在腳踏中軸54的兩端可以固定腳踏曲柄和腳蹬(圖 中未示出)，在輸出軸20上設(shè)置驅(qū)動(dòng)齒盤(圖中未示出)，在腳踏中軸54與輸出軸20之間 設(shè)置腳踏離合裝置53及密封件，在腳踏中軸54與輪轂左端蓋61之間設(shè)置密封件，當(dāng)馬達(dá) 驅(qū)動(dòng)變速裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過腳踏離合裝置53與腳踏中軸54有效的分離，當(dāng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝 置停止轉(zhuǎn)動(dòng)由人力腳踏騎行時(shí)，腳踏中軸54通過腳踏離合裝置53帶動(dòng)輸出軸20和齒盤轉(zhuǎn) 動(dòng)，電動(dòng)自行車人力腳踏前進(jìn)；還可以在驅(qū)動(dòng)齒盤上設(shè)置力矩傳感器(圖中未示出)，其人 力腳踏與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的區(qū)分可以采用設(shè)置在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置中的位置信號(hào)傳感裝置2 提供給電路控制裝置3與力矩傳感器配合驅(qū)動(dòng)馬達(dá)4轉(zhuǎn)動(dòng)；如果把馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置安裝 在電動(dòng)自行車的中軸五通處，此時(shí)還可以采用車架五通管來(lái)代替輪轂外殼6把馬達(dá)2和變 速裝置等裝入其中使用，這樣可以降低成本和得到良好的散熱。
9
在本實(shí)施例中，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置采用中置軸輸出，變速裝置通過連軸器與輸出 軸20連接輸出動(dòng)力，其連軸器與輸出軸20可以作成一體式使用，并且，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置 還可以與其它傳動(dòng)系統(tǒng)連接在一起或作成一體共同驅(qū)動(dòng)負(fù)載使用，從而達(dá)到自動(dòng)變速節(jié)能 目的。其馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置的工作原理和使用方法及優(yōu)點(diǎn)同實(shí)施例1完全相同。
實(shí)施例4 :以洗衣機(jī)馬達(dá)為例加以說(shuō)明，變速裝置采用兩級(jí)行星齒輪變速。
如圖14、圖15所示所述的變速裝置與馬達(dá)4不同軸且平行設(shè)置，馬達(dá)轉(zhuǎn)子5的 輸出齒軸與主動(dòng)輪A 51由過度輪55連接轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)洗衣機(jī)洗滌衣物時(shí)，通過手動(dòng)或程序設(shè) 定使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置選擇低速大扭矩節(jié)能模式運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)需要離心甩干衣物時(shí)，同樣由手 動(dòng)或程序設(shè)定使馬達(dá)轉(zhuǎn)子5逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)變速裝置換檔高速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變 速裝置變速節(jié)能功能。本實(shí)施例中，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置既可以采用中置軸輸出，也可以采用 輪轂輸出，當(dāng)采用中置軸輸出結(jié)構(gòu)時(shí)，變速裝置通過連軸器與輸出軸20連接輸出動(dòng)力，其 連軸器與輸出軸20可以作成一體式使用；且馬達(dá)轉(zhuǎn)子5的輸出齒軸與對(duì)應(yīng)的主動(dòng)輪A 51 可以使用皮帶輪或鏈輪，此時(shí)過度輪55可以用皮帶或鏈條代替使用。其工作原理和使用方 法及優(yōu)點(diǎn)同實(shí)施例1完全相同。 本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式
，只要是變速裝置采用行星輪系的行星輪支架 與齒圈反向傳動(dòng)特性與離合器配合，在馬達(dá)逆時(shí)針或順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)變換行星輪系的傳動(dòng)方 式與速比，同時(shí)輪轂外殼或中置輸出軸可以保持同向轉(zhuǎn)動(dòng)輸出動(dòng)力，且還可以同其它傳動(dòng) 系統(tǒng)配合共同驅(qū)動(dòng)負(fù)載，以獲得低速大扭矩和高速高效運(yùn)轉(zhuǎn)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，均視為 屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍?？傊?，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)包括那些對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái) 說(shuō)顯而易見的變換或替代以及改形。
權(quán)利要求
一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，它包括由馬達(dá)(4)、通軸(1)、輪轂外殼(6)和行星輪系構(gòu)成的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，在通軸(1)上同軸裝有馬達(dá)轉(zhuǎn)子(5)、主動(dòng)輪A(51)和變速裝置且分別由軸承支撐在通軸(1)上，馬達(dá)端蓋(41)由螺絲固定在馬達(dá)(4)的定子外殼上且由鍵銷(17)和卡簧固定在通軸(1)上不動(dòng)，輪轂左端蓋(61)與輪轂右端蓋(62)分別由軸承支撐通過螺絲固定在輪轂外殼(6)上，其特征在于在變速裝置中分別設(shè)置離合器A(12)與離合器B(10)，離合器A(12)設(shè)置固位在被動(dòng)輪支架A(14)與輪轂外殼(6)內(nèi)腔之間，離合器B(10)設(shè)置固位在齒圈B(11)與輪轂外殼(6)內(nèi)腔之間或設(shè)置固位在被動(dòng)輪支架B(8)與通軸(1)之間，所述的離合器A(12)與離合器B(10)轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合方向相同，被動(dòng)輪支架A(14)與主動(dòng)輪B(52)成一體，在被動(dòng)輪支架A(14)上至少固位設(shè)置1個(gè)被動(dòng)輪A(16)且被動(dòng)輪支架A(14)由軸承支撐在通軸(1)轉(zhuǎn)動(dòng)，在被動(dòng)輪支架B(8)上至少固位設(shè)置1個(gè)被動(dòng)輪B(9)且被動(dòng)輪支架B(8)由鍵銷(7)固定在通軸(1)上，齒圈A(15)由銷釘固定在馬達(dá)(4)的外殼上，在馬達(dá)(4)外殼的外圓周與輪轂外殼(6)內(nèi)腔之間設(shè)置密封件(13)，馬達(dá)轉(zhuǎn)子(5)與主動(dòng)輪A(51)成一體或分體由螺釘固定成一體轉(zhuǎn)動(dòng)，在輪轂外殼(6)內(nèi)腔中設(shè)置電路控制裝置(3)且固定在馬達(dá)端蓋(41)上，在輪轂外殼(6)的里面或外面設(shè)置控制馬達(dá)(4)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的信號(hào)傳感裝置(2)和其信號(hào)傳感器(21)，且信號(hào)傳感裝置(2)固位在電路控制裝置(3)或馬達(dá)端蓋(41)或通軸(1)上，信號(hào)傳感器(21)由螺絲固位在輪轂左端蓋(61)或輪轂外殼(6)上，在輪轂左端蓋(61)、輪轂右端蓋(62)的中心孔與通軸(1)之間分別設(shè)置密封件，在輪轂左端蓋(61)、輪轂右端蓋(62)與輪轂外殼(6)之間分別設(shè)置密封件，在變速裝置所對(duì)應(yīng)的輪轂外殼(6)或輪轂右端蓋(62)上設(shè)置注、放油裝置(19)，馬達(dá)(4)和電路控制導(dǎo)線從通軸(1)上的中心孔內(nèi)或輪轂左端蓋(61)上的軸孔中引出，在控制導(dǎo)線與其引出孔內(nèi)設(shè)置密封件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的變速裝置是1-10級(jí) 的行星齒輪變速、諧波齒輪變速或擺線齒輪變速；所述的行星輪系既可以采用機(jī)械輪變速， 也可以采用磁性輪變速。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的變速裝置至少 采用1個(gè)行星輪系，且行星輪系中至少有1個(gè)被動(dòng)輪A(16)或被動(dòng)輪B(9)，所述的行星輪系 是行星齒輪傳動(dòng)時(shí)其被動(dòng)輪A(16)或被動(dòng)輪B(9)可以同時(shí)采用梯形齒輪傳動(dòng)或同時(shí)采用 單個(gè)齒輪與梯形齒輪傳動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的變速裝置 采用1個(gè)行星輪系時(shí)其離合器A(12)設(shè)置固位在連軸器(18)與輪轂外殼(6)內(nèi)腔之間，所 述的連軸器(18)由卡簧固位在主動(dòng)輪A(51)上且一同轉(zhuǎn)動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的離合器A(12)設(shè)置 固位在被動(dòng)輪支架A(14)與輪轂外殼(6)內(nèi)腔之間，還可以設(shè)置在齒圈A(15)與輪轂外殼 (6)內(nèi)腔之間；所述的離合器B(IO)設(shè)置固位在齒圈B(ll)與輪轂外殼(6)內(nèi)腔之間或設(shè) 置固位在被動(dòng)輪支架B(8)與通軸(1)之間，還可以設(shè)置在被動(dòng)輪B(9)上；所述的被動(dòng)輪支 架A(14)與主動(dòng)輪B(52)成一體或分體，且離合器B(IO)設(shè)置在主動(dòng)輪B(52)與被動(dòng)輪支 架A(14)之間或被動(dòng)輪B(9)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的離合器A(12)與 離合器B(IO)是楔塊式的，還可以用棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)代替使用，所述的離合器A(12)與離合器B(IO)可同時(shí)采用相同形式或不同形式結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置是輪轂輸出式的且還可以是中置軸輸出式的，所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置固位在通軸(1)上，還可以固位在兩個(gè)半軸上且兩個(gè)半軸分別與馬達(dá)端蓋(41)和被動(dòng)輪支架B(8)相連接；所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置是中置軸輸出時(shí)其通軸(1)可以采用空心軸且在通軸(1)上設(shè)置腳踏中軸(54)，在腳踏中軸(54)與輸出軸(20)之間設(shè)置腳踏離合裝置(53)和密封件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的馬達(dá)(4)是電動(dòng)馬 達(dá)、燃油馬達(dá)、氣動(dòng)馬達(dá)或液壓馬達(dá)；所述的馬達(dá)(4)是①外轉(zhuǎn)子式的即定子套在馬達(dá)轉(zhuǎn)子 的內(nèi)腔里面，②盤式的單轉(zhuǎn)子或雙轉(zhuǎn)子即定子安裝在馬達(dá)轉(zhuǎn)子的軸向一側(cè)或中間，③內(nèi)轉(zhuǎn) 子式的即定子套在馬達(dá)轉(zhuǎn)子外面其中之一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的電路控制裝置(3) 是設(shè)置在輪轂外殼(6)的里面，且還可以設(shè)置在輪轂外殼(6)的外面或單獨(dú)使用，所述的信 號(hào)傳感裝置(2)和其信號(hào)傳感器(21)是設(shè)置在輪轂外殼(6)的里面或外面成一體或分體 且單獨(dú)使用，所述的信號(hào)傳感裝置(2)和其信號(hào)傳感器(21)是電磁傳感器、力矩傳感器或 光電傳感器，還可以采用轉(zhuǎn)把開關(guān)(22)、離心開關(guān)(23)或手動(dòng)開關(guān)(24)的信號(hào)來(lái)控制馬達(dá) (4)順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，其特征在于所述的變速裝置與馬 達(dá)(4)同軸或不同軸，所述的變速裝置與馬達(dá)(4)還可以平行設(shè)置且馬達(dá)轉(zhuǎn)子(5)的輸出 齒軸與主動(dòng)輪A(51)由過度輪(55)連接轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置，它包括由馬達(dá)、通軸、輪轂外殼和行星輪系構(gòu)成，馬達(dá)與主動(dòng)輪連接成一體，變速裝置采用行星輪系的行星輪支架與齒圈反向傳動(dòng)特性與離合器配合，在馬達(dá)逆時(shí)針或順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)變換行星輪系的傳動(dòng)方式與速比，同時(shí)輪轂外殼或中置輸出軸可以保持同向轉(zhuǎn)動(dòng)輸出動(dòng)力，以獲得低速大扭矩和高速高效運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變速裝置變速節(jié)能效果。其優(yōu)點(diǎn)是重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)變速節(jié)能，應(yīng)用范圍廣，可廣泛應(yīng)用于助力車、電動(dòng)車、混合動(dòng)力汽車、燃油車、洗衣機(jī)、動(dòng)力器具和動(dòng)力機(jī)械等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F16H3/44GK101786424SQ20101010988
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者張宏艷 申請(qǐng)人:張宏艷