[发明专利]用于车轮马达的齿轮换档装置、换向器结构及制动装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于驱动车辆的车轮马达，并且特别是涉及其齿轮换档装置、电源控制换向器的结构以及制动装置。

背景技术

包括有结合在车轮内的电动马达的车轮马达已被用作机动车辆的驱动动力源，该机动车辆诸如是摩托车或机动运载车。该车轮马达的布置是这样的，例如，带磁铁的转子安装在车轮内的输出轴上，而带线圈的定子被固定成面向转子磁铁并包围着转子。

在用于机动车辆的这种车轮马达中，装设了具有多速齿轮换档位置的齿轮换档装置，以便依据低速运转期间的大扭矩及高速运转期间的高速旋转来有效地驱动。

迄今为止，这种齿轮换档装置这样布置，即根据各车辆之间的车轮的不同空间及构形，它被装设在车轮的外边或布置在车辆内靠近马达之处。

这种车轮马达装设有电源控制换向器，该电源控制换向器由多个FET构成，用于转换供给线圈的电源。该换向器的布置是这样的，诸如FET的转换元件安装在基底上，也装设有充电电容、电流检测传感器等，用于在诸如CPU等的各控制器之间发送/接收信号的电源电缆连接在基底的端点上。

这种换向器最好与马达一起组装在车轮内，以简化电缆的安装以及使车辆结构紧凑。

作为用于具有这种车轮马达的机动车辆的制动装置，该装置可能有下列形式：

形式1，其中在车轮上连接盘以构成盘式制动器，和

形式2，其中在马达轴上固定有制动鼓或制动盘。

发明内容

然而通常的齿轮换档装置难于紧凑地适应车轮内的窄小空间，导致大尺寸结构及对其它部件布置的局限。

从上述内容来看，本发明的目的是提供一种用于车轮马达的齿轮换档装置，其适于与马达一起紧凑地组装在车轮内。

为实现上述目的，本发明提供一种用于车轮马达的齿轮换档装置，其包括安装在输出轴上的车轮，布置在车轮内并具有中空轴部分的转子，输出轴穿过中空轴部分，具有面向转子的线圈的定子，以及多速齿轮减速机构，其中于输出轴上在所述转子的两侧分别布置了不同齿轮减速比的齿轮减速机构。

在本结构中，转子的中空旋转轴安装在输出轴上，而在中空轴的两侧分别安装了不同齿轮减速比的齿轮减速机构。因此，在车轮侧(最终输出侧)的齿轮减速机构及在相对侧的另一个齿轮减速机构通过输出轴彼此连接在同一轴线上，该输出轴穿过转子的中空轴部分，使得转子的旋转能从齿轮减速机构中的任一个有效地传递至车轮，并且齿轮减速机构能与马达一起紧凑地组装在车轮内。

在优选实施例中，本发明的特征在于，所述转子具有圆柱形状，并且齿轮减速机构布置在所述转子的圆柱部分的内部。

在本结构中，各磁铁固定在转子的圆柱部分的外圆周表面上，而齿轮减速机构可布置在圆柱部分内的空间中，在轴向及径向两个方向上实现了紧凑结构。

在另一个优选实施例中，本发明的特征在于，所述多速齿轮减速机构是行星齿轮机构，具有第一齿轮减速机构及第二齿轮减速机构的不同齿轮减速比的至少两套机构；较小齿轮减速比的第一齿轮减速机构安装在转子的外侧，而较大齿轮减速比的第二齿轮减速机构安装在所述转子的圆柱部分的内部；所述第一齿轮减速机构的环形齿轮装设有单向离合器；而所述第二齿轮减速机构的环形齿轮装设有换档装置，以用于使环形齿轮固定和空转。

在本结构中，小齿轮减速比的第一齿轮减速机构(因而行星齿轮机构的环形齿轮的直径大)布置在转子的圆柱部分的外侧，而大齿轮减速比的第二齿轮减速机构(因而环形齿轮的直径小)布置在转子的圆柱部分的内部，使得齿轮减速机构能被有效地组装而不浪费空间。此外，换档装置导致在其低速换档位置上使高速的第二齿轮减速机构的环形齿轮空转，而由此启动低速的第一齿轮减速机构，同时它导致在其高速换档位置上使第二齿轮减速机构的环形齿轮固定，而由此可以高转速驱动。在第二齿轮减速机构工作期间，单向离合器使第一齿轮减速机构空转而不工作，由此以紧凑结构提供平稳的换档动作。

在又一个优选实施例中，本发明的特征在于，所述换档装置包括适于与所述环形齿轮啮合的爪形离合器，用于在输出轴的方向上使爪形离合器往复移动的滑动件，以及用于驱动滑动件的换档凸轮。

在本结构中，在输出轴上安装了例如是圆柱形状的滑动件，而滑动件上装设有爪形离合器，该爪形离合器布置成可与第二齿轮减速机构的环形齿轮接合及脱离接合，使得当换档凸轮驱使滑动件在轴向移动时能够选择齿轮换档位置。

在又一个优选结构中，本发明的特征在于，所述定子装设有沿轴向凸出的集电器，而在所述集电器的径向朝内方向上装设有所述齿轮减速机构。