CN102171063A - 轮毂电动机单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轮毂电动机单元，其具有简单的构造，可以实现轻量化。轮毂电动机单元(21)悬挂在车体上，将内置的电动机(5)的扭矩向车轮(4)输出，其具有：转向节(1)，其悬挂在上述车体上；输出轴(6)，其将电动机(5)的扭矩向车轮(4)输出；车轮轮毂(2)，其与输出轴(6)可一体自由旋转地连结，并且与车轮(4)一体旋转；以及轮毂电动机单元(21)的单元壳体(3)，其内置电动机(5)，车轮轮毂(2)经由轮毂用轴承(10)可自由旋转地支撑在转向节(1)的第1部分(1a)上，单元壳体(3)经由套筒(11)固定在转向节(1)的第2部分(1b)上(图3)。

Description

轮毂电动机单元

技术领域

本发明基于日本专利申请：特愿2009-073750号(2009年3月25日申请)的优先权，对于该申请的全部记载内容，通过引用而插入记载在本说明书中。

本发明涉及一种轮毂电动机单元，特别地，涉及一种内置轮毂电动机单元中的车轮轮毂以及电动机的单元壳体的支撑构造。

背景技术

在专利文献1中，公开了下述轮毂电动机单元，其具有：上臂及下臂，其悬挂在车体上；电动机壳体，其经由球形接头可动地被上臂及下臂夹持；以及输出轴，其经由轮毂轴承可自由旋转地支撑在电动机壳体上，与车轮轮毂一体旋转。

专利文献1：日本特开2005-81871号公报(段落0013、0019及0024)

发明内容

此外，对于上述专利文献1的全部公开内容，通过引用而在本说明书中编入记载。以下的分析是根据本发明而得到的。

根据专利文献1的轮毂电动机单元，在电动机壳体内利用电动机壳体可自由旋转地支撑车轮。因此，在停车时、加速时、正常行驶时以及转向时的所有模式中，在电动机壳体上经由车轮而施加车辆的整体重量。因此，需要使电动机壳体以及可自由旋转地支撑车轮轮毂的轮毂轴承高刚性化。由此，存在电动机单元的重量增加的问题，另外，产生轮毂电动机单元的结构部件，例如轮毂轴承的构造复杂化的问题。

本发明的目的是提供一种轮毂电动机单元，其具有简单的构造，可以实现轻量化。

本发明在第1观点中，提供一种轮毂电动机单元，其悬挂在车体上，将内置的电动机的扭矩向车轮输出，其具有：转向节，其悬挂在所述车体上；输出轴，其将所述电动机的扭矩向所述车轮输出；车轮轮毂，其与所述输出轴可一体自由旋转地连结，并且与所述车轮一体旋转；以及所述轮毂电动机单元的单元壳体，其内置所述电动机，所述车轮轮毂可自由旋转地支撑在所述转向节的第1部分上，所述单元壳体固定在所述转向节的第2部分上。

发明的效果

(1)根据本发明，车轮轮毂支撑在转向节上，轮毂电动机单元的单元壳体不支撑车轮轮毂。因此，单元壳体不需要承受从车辆经由车轮传递的较大的力，因此仅可以支撑电动机的扭矩即可。因此，根据本发明，可以实现单元壳体的轻量化及薄壁化。

(2)根据本发明，由于单元壳体不需要支撑车轮轮毂，所以可以将单元壳体的构造简化。

(3)根据本发明，由于利用一个部件、即转向节实现车轮轮毂的可自由旋转的支撑和单元壳体的支撑，所以可以使轮毂电动机单元简单地构成，另外增加内置电动机的单元壳体的设计自由度。

附图说明

图1是本发明的一个实施例所涉及的轮毂电动机单元的外观斜视图。

图2是从背面观察图1所示的转向节的外观斜视图。

图3是本发明的一个实施例所涉及的轮毂电动机单元的剖面图。

图4是图3所示的车轮轮毂和输出轴的花键嵌合部的展开图。

符号的说明

1 转向节

1a 第1部分

1b 第2部分

2 车轮轮毂

2a 大径筒部

2b 小径筒部

2c 轴方向中间部

2d 制动钳

3 单元壳体

3a 凸缘部

4 车轮

5 电动机

5a 旋转轴

6 输出轴

7 减速器

7a 太阳齿轮

7b 多个小齿轮

7c 托架

7d 环形齿轮

8 单元罩

9 油泵单元

10 轮毂用轴承

10a、10b 第1及第2轮毂用轴承部

11 套筒

12a、12b 螺栓孔

13 螺栓

14 旋转轴用轴承

14a、14b 第1及第2旋转轴用轴承

15 第1旋转轴用轴承

16 第2旋转轴用轴承

17 外花键

18 内花键

21 轮毂电动机单元

W 间隙

具体实施方式

本发明的实施方式所涉及的单元壳体，不会直接受到来自车轮的力。

根据本发明的实施方式，可以简单地形成向车轮传递动力的输出轴的支撑构造。其原因在于，不会从车辆向输出轴传递较大的力，输出轴只要仅可以支撑电动机所输出的扭矩即可。例如，当前，由于在可自由旋转地支撑输出轴的轴承上，承受车辆以及从车轮传递的推力方向的较大的力，所以采用了径向止推滚珠轴承，但根据本发明，可以采用仅支撑旋转方向的力的单纯构造的滚珠轴承(参照图3所示的单纯滚珠轴承型的旋转轴用轴承14a、14b)。

根据本发明的实施方式，上述单元壳体经由定位用套筒固定在上述转向节的上述第2部分上。根据该方式，可以使车轮的支撑刚性具有柔性。下面，说明其原因。由于车轮和轮毂电动机单元分别被支撑，所以如果产生车轮旋转轴的定位失调(misalignment)，则产生由轮毂电动机单元承受来自车轮的力的状态。为了避免该失调的产生及其不良影响，当前认为需要提高车轮的支撑刚性。但是，根据本发明的实施方式，通过使用套筒提高轮毂电动机单元相对于转向节的安装精度，从而即使降低车轮的支撑刚性，也可以避免定位失调的产生及其不良影响。另外，由此可以使车轮轮毂的支撑构造简化。

根据本发明的实施方式，上述车轮轮毂与上述输出轴沿旋转方向嵌合，并在旋转方向上具有规定的间隙。在车轮与障碍物发生碰撞、或者因转向而受到力，从而向车轮轮毂施加径向力的情况下，利用该间隙吸收从车轮至输出轴的较大力的迅速传递，减少向输出轴施加的负荷。

本发明的实施方式所涉及的轮毂电动机单元，具有：轮毂用轴承，其在所述单元壳体的半径方向外侧，配置在所述转向节的作为所述第1部分的内周面和所述车轮轮毂的外周面的半径方向之间，可自由旋转地支撑该车轮轮毂；以及旋转轴用轴承，其在所述单元壳体内，配置在所述单元壳体的内周面和所述输出轴的外周面的半径方向之间，可自由旋转地支撑该输出轴。根据该方式，车轮轮毂利用轮毂用轴承直接支撑在转向节上，输出轴直接支撑在单元壳体上。对于单元壳体，只要仅可以支撑电动机以及与其连接的减速器的扭矩即可。另外，通过将轮毂用轴承配置在轮毂电动机单元的大径侧，从而使车轮轮毂的支撑稳定。另外，优选所述第2部分配置在所述转向节的外周部上，与所述第1部分相比位于大径侧。另外，优选所述单元壳体的所述车轮侧插入所述车轮轮毂内，在所述单元壳体内的所述车体侧内置所述电动机，在所述单元壳体的轴向中间部，形成有向半径方向外侧凸出并具有所述第2部分的凸缘部。

实施例1

下面，参照附图，说明本发明的一个实施例。图1是本发明的一个实施例所涉及的轮毂电动机单元的外观斜视图。图2是从背面观察图1所示的转向节的外观斜视图。参照图1及图2，在具有筒部的转向节1的一侧，安装车轮轮毂2，在转向节1的另一侧，安装轮毂电动机单元21的单元壳体3。

图3是本发明的一个实施例所涉及的轮毂电动机单元的剖面图。参照图3，轮毂电动机单元21悬挂在未图示的车体上，将内置的电动机5的旋转力向车轮4输出，该轮毂电动机单元21具有：转向节1，其经由例如一对臂部和万向节而悬挂在车体上；输出轴6，其将电动机5的扭矩向车轮4输出；车轮轮毂2，其与输出轴6可一体自由旋转地连结，并且与车轮4一体旋转；以及单元壳体3，其内置电动机5。

轮毂电动机单元21还具有减速器7，其连接在电动机5和输出轴6之间。在单元壳体3中内置电动机5以及减速器7。使输出轴6从单元壳体3的一个侧面凸出。在单元壳体3的一个侧面上安装单元罩8，在单元罩8上支撑油泵单元9。

车轮轮毂2的设置在车体侧的大径筒部2a，插入转向节1的内周面和单元壳体3的外周面的半径方向之间，在车轮轮毂2的设置于车轮侧的小径筒部2b上，以一体旋转的方式安装车轮4，安装在车轮轮毂2的轴向中间部2c上的制动钳2d，可以相对于未图示的制动装置自由滑动。此外，在图3中，示出了将车轮4安装在车轮轮毂2的中心部上的中央支撑型构造，但车轮4也可以利用以放射状排列的多个凸缘螺栓而安装在车轮轮毂2上。

在转向节1中，内周面成为第1部分1a，第2部分1b配置在与第1部分1a相比位于大径侧的外周部上。在单元壳体3的半径方向外侧，在转向节1的作为第1部分1a的内周面和车轮轮毂2的外周面的半径方向之间，配置轮毂用轴承10，其可自由旋转地支撑车轮轮毂2。轮毂用轴承10由沿轴向以规定间隔分离配置的第1及第2轮毂用轴承部10a、10b构成。轮毂用轴承10配置在轮毂电动机单元21的大径侧，稳定地支撑车轮轮毂2，另外，也可以承受向车轮轮毂2施加的推力方向的力。

单元壳体3的车轮4侧插入车轮轮毂2内，在单元壳体3内的车体侧内置电动机5，在单元壳体3的轴向中间部，形成有向半径方向外侧凸出并具有第2部分1b的凸缘部3a。在单元壳体3的轴向中间部，形成有向半径方向外侧凸出的凸缘部3a。凸缘部3a在位于转向节1的车体侧侧面上的第2部分1b上，经由定位用套筒11而固定。具体地说，在位于转向节1上部的第2部分1b处，形成2个螺栓孔12a。在凸缘部3a的上部，也形成2个螺栓孔12b。通过在将套筒11分别装入在螺栓孔12a、12b中的状态下，使螺栓13与螺栓孔12a螺合，从而可以对单元壳体3的安装位置进行微调整，同时将单元壳体3固定在转向节1上。由此，使轮毂电动机单元21的安装精度提高。作为该套筒11，可以采用带台阶的套筒等。

在单元壳体3内，在单元壳体3的内周面和输出轴6的外周面的半径方向之间，配置有旋转轴用轴承14，其可自由旋转地支撑输出轴6。旋转轴用轴承14具有：第1旋转轴用轴承14a，其直接且可自由旋转地支撑输出轴6；以及第2旋转轴用轴承14b，其间接且可自由旋转地支撑输出轴6。

沿轴向配置在车轮4侧的第1旋转轴用轴承14a，在单元壳体3内，配置在输出轴6的外周面和单元壳体3的车轮侧内周面的半径方向之间。沿轴向配置在车体侧的第2旋转轴用轴承14b，在单元壳体3内，配置在托架7c(输出轴6)的外周面和单元壳体3的车体侧内周面的半径方向之间。

电动机5内置在单元壳体3的车体侧筒部中，从旋转轴5a向减速器7输出旋转力。旋转轴5a可以向油泵单元9提供驱动力，该油泵单元9向轮毂电动机单元21的需要润滑的部位供给润滑油。旋转轴5a利用配置在旋转轴5a的车体侧外周面和单元罩8的内周面的半径方向之间的第1旋转轴用轴承15、以及配置在旋转轴5a的车轮侧外周面和托架7c的车体侧内周面的半径方向之间的第2旋转轴用轴承16，可自由旋转地被支撑。

减速器7为行星型，具有：太阳齿轮7a，其与电动机5的旋转轴5a一体旋转；多个小齿轮7b，其与太阳齿轮7a啮合；托架7c，其轴支承多个小齿轮7b；以及环形齿轮7d，其设置在单元壳体3上，与多个小齿轮7b啮合。

在成为减速器7的输出轴的输出轴6的车轮侧外周面上，形成有外花键17。在车轮轮毂2的中间部内周面上，形成有内花键18。

图4是图3所示的车轮轮毂2和输出轴6的花键嵌合部的展开图。特别地，参照图4，外花键17和内花键18沿周方向以规定的间隙W进行花键嵌合。这样，车轮轮毂2在旋转方向上具有规定的间隙W，与输出轴6沿旋转方向嵌合。

对以上说明的本实施例所涉及的轮毂电动机单元21的功能进行说明。电动机5的扭矩经由旋转轴5a向减速器7的太阳齿轮7a输入，经由多个小齿轮7b、托架7c进行减速，并从输出轴6输出。车轮轮毂2与输出轴6沿旋转方向一体地结合，对车轮4进行旋转驱动。

另一方面，在从车轮4侧向轮毂电动机单元21输入力的情况下，由于车轮轮毂2和输出轴6之间的花键嵌合具有图4所示的间隙W，从而防止经由输出轴6向轮毂电动机单元21传递非常大的力。另外，由于车轮轮毂2在转向节1上可自由旋转地被支撑，从而使得向单元壳体3传递的力也变小。

另外，根据本实施例的轮毂电动机单元21，车轮轮毂2支撑在转向节1上，轮毂电动机单元21的单元壳体3不支撑车轮轮毂2。因此，单元壳体3不需要承受从车辆经由车轮4传递的较大的力，因此只要仅可以支撑电动机5的扭矩即可。因此，单元壳体3实现轻量化以及薄壁化，而且被简化。

工业实用性

本发明适用于具有轮毂电动机的车辆。

在本发明的全部公开(包含权利要求书)的范围内，可以进一步基于其基本技术思想，实现实施例及实施例的变更·调整。另外，在本发明的权利要求书的范围内，可以实现各种公开要素的多样组合及选择。即，本发明当然包括可以由本领域技术人员根据包含权利要求书在内的全部公开、技术思想而得到的各种变形、修正。

Claims (6)

1.一种轮毂电动机单元，其悬挂在车体上，将内置的电动机的扭矩向车轮输出，

其具有：

转向节，其悬挂在所述车体上；

输出轴，其将所述电动机的扭矩向所述车轮输出；

车轮轮毂，其与所述输出轴可一体自由旋转地连结，并且与所述车轮一体旋转；以及

所述轮毂电动机单元的单元壳体，其内置所述电动机，

所述车轮轮毂可自由旋转地支撑在所述转向节的第1部分上，

所述单元壳体固定在所述转向节的第2部分上。

2.根据权利要求1所述的轮毂电动机单元，其中，

所述单元壳体经由定位用套筒固定在所述转向节的所述第2部分上。

3.根据权利要求1或2所述的轮毂电动机单元，其中，

所述车轮轮毂与所述输出轴沿旋转方向嵌合，并在该旋转方向上具有规定的间隙。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮毂电动机单元，其中，具有：

轮毂用轴承，其在所述单元壳体的半径方向外侧，配置在所述转向节的作为所述第1部分的内周面和所述车轮轮毂的外周面的半径方向之间，可自由旋转地支撑该车轮轮毂；以及

旋转轴用轴承，其在所述单元壳体内，配置在所述单元壳体的内周面和所述输出轴的外周面的半径方向之间，可自由旋转地支撑该输出轴。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮毂电动机单元，其中，

所述第2部分配置在所述转向节的外周部上，与所述第1部分相比位于大径侧。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮毂电动机单元，其中，

所述单元壳体的所述车轮侧插入所述车轮轮毂内，

在所述单元壳体内的所述车体侧内置所述电动机，

在所述单元壳体的轴向中间部，形成有向半径方向外侧凸出并具有所述第2部分的凸缘部。

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