CN102666172B - 轮毂电机驱动装置 - Google Patents
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Abstract
轮毂电机驱动装置(21)具备：电动机部(A)；车轮轮毂轴承部单元，其具有筒状的车轮轮毂(32)、将车轮轮毂的外周包围的圆筒形状的外圈侧构件(22c)、以及设置在车轮轮毂的外周面与外圈侧构件的内周面之间形成的环状空间内而将车轮轮毂支承为旋转自如的车轮轮毂轴承(33)；减速部单元(101)，其是具有向一侧延伸的输出轴(28)及向另一侧延伸的输入轴(25)且对输入轴的旋转进行减速而向输出轴传递的减速机构，输出轴穿过固定在车轮轮毂(32)的中心，输入轴穿过固定于电动机旋转轴(35)。
Description
技术领域
本发明涉及配置在车轮的行驶车轮的内空区域而对车轮轮毂进行驱动的轮毂电机驱动装置。
背景技术
作为轮毂电机驱动装置，以往已知有例如日本特开2009-52630号公报(专利文献1)及日本特开2009-174593号公报(专利文献2)所记载那样的技术。专利文献1及专利文献2所记载的轮毂电机驱动装置中，驱动电动机、从该驱动电动机输入驱动力并将转速减速而向车轮侧输出的减速器、与减速器的输出轴结合的车轮的轮毂构件同轴且串联配置。该减速器为摆线减速机构，与作为现有的减速器的通常的行星齿轮式减速机构相比，能够得到高减速比。因此，能够减小驱动电动机的要求转矩，在能够减小轮毂电机驱动装置的尺寸及重量这一点上非常有利。
然而，在专利文献1及专利文献2所记载的轮毂电机驱动装置的制造组装中，通过对车轮轮毂和车轮侧旋转构件进行扩径凿密而将外方构件连结固定，从而制作车轮轮毂轴承的内圈。另一方面，利用螺栓将构成车轮轮毂轴承的外圈的外方构件固定在构成减速部的外周的圆筒形状的减速部壳体的一端面上。接下来，从减速部壳体的另一端开口部将旋转构件、两张曲线板、内销、外销等各构件按照规定的顺序插入，并在减速部的内部将所述各构件依次组装。
在接下来的组装工序中，在减速部壳体的另一端面上固定圆筒形状的电动机部壳体的一端面。专利文献1所记载的电动机部是在轴线方向一侧及另一侧分别具有定子的轴向间隙电动机，因此从电动机部壳体的另一端开口部先插入一侧定子，接下来插入转子，然后插入另一侧定子，在电动机部的内部将所述各构件依次组装。
另外，专利文献2所记载的电动机部是径向间隙电动机，因此另外以规定的顺序从电动机部壳体的另一端开口部插入各构件，并在电动机部的内部将所述各构件依次组装。具体而言，在减速部壳体的另一端面上固定完电动机部壳体的一端面之后，从电动机部壳体的另一端开口部先插入定子，而将该定子固定在壳体的内周面。接下来，插入转子，将转子的旋转轴固定在从减速部突出的旋转构件的端部。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-52630号公报(段落编号0043～0044)
专利文献2：日本特开2009-174593号公报(段落编号0058～0059)
最近，强烈地要求制造组装的效率化和成本的减少。然而在上述现有的轮毂电机驱动装置的制造组装中，以下方面存在待改善的余地。即，第一，在上述现有的轮毂电机驱动装置的制造组装中，必须在1条组装生产线上将减速部及电动机部的各构件1个个地依次组装，而制造组装需要大量的时间，难以实现组装的效率化。因此，从组装时间的点出发还有待改善的余地。
第二，在专利文献2所记载的轮毂电机驱动装置中，在插入转子时，定子与转子相互吸引，因此必须修正倾斜进行组装，以免转子相对于轴线发生倾斜。因此，从转子的安装作业的省力化的点出发还有待改善的余地。
第三，在专利文献2所记载的轮毂电机驱动装置中，通过电动机部壳体的一端及另一端，经由轴承来双臂支承转子的两端，因此必须将两端的轴承配置成与转子的轴线准确地一致。因此，必须将通过电动机部壳体的一端来支承轴承的外圈的圆盘形状的泵壳体、与通过电动机部壳体的另一端来支承轴承的外圈的圆盘形状的后罩临时组装而同时地组装两端的轴承，从而组装及加工成本高涨。因此，从支承转子旋转轴的轴承的安装作业的效率化的点出发还有待改善的余地。
发明内容
本发明鉴于上述的情况，其第一目的在于提供一种能够缩短组装时间的轮毂电机驱动装置。第二目的在于提供一种能够使转子不倾斜地进行组装的轮毂电机驱动装置。第三目的在于提供一种在电动机旋转轴的两端部分别安装轴承时，容易且高精度，并能够使所述轴承与轴线一致的轮毂电机驱动装置。
为了实现该目的，本发明的轮毂电机驱动装置具备：电动机部，其具有向轴线方向一侧延伸的筒状的电动机旋转轴；车轮轮毂轴承部单元，其具有筒状的车轮轮毂、将所述车轮轮毂的外周包围的圆筒形状的外圈侧构件、以及设置在所述车轮轮毂的外周面与外圈侧构件的内周面之间形成的环状空间内而将车轮轮毂支承为旋转自如的车轮轮毂轴承；减速部单元，其是具有向一侧延伸的输出轴及向另一侧延伸的输入轴且对输入轴的旋转进行减速而向输出轴传递的减速机构，所述输出轴穿过固定在所述筒状的车轮轮毂的中心，所述输入轴穿过固定在所述筒状的电动机旋转轴的轴线方向一端。
根据所述本发明，由于具备减速部单元，因此可以将减速部单元作为装配体，通过与轮毂电机驱动装置的组装生产线不同的生产线来组装。因此，可以在通过轮毂电机驱动装置的组装生产线来组装车轮轮毂轴承部单元的同时，通过另一组装生产线来组装减速部单元，接下来通过轮毂电机驱动装置的组装生产线将车轮轮毂轴承部单元和减速部单元连结，从而能够缩短组装时间。需要说明的是，轮毂电机驱动装置既可以是空冷式，也可以是水冷式。
另外，根据本发明，车轮轮毂及车轮轮毂轴承是作为装配体的车轮轮毂轴承部单元的部件，因此无需像专利文献1及专利文献2所记载的轮毂电机驱动装置那样通过扩径凿密来制作车轮轮毂轴承的内圈。因此，能够将车轮轮毂轴承部单元和减速部单元通过不同的组装生产线同时并行地组装。
在本发明的轮毂电机驱动装置中，电动机部包含的转子的组装可以在轮毂电机驱动装置的组装生产线中一个个地依次组装，但优选将转子的组装通过不同的生产线来组装。作为本发明的一实施方式，电动机部包括：电动机部壳体，其形成电动机部的外廓；定子，其固定在电动机部壳体的内周；转子单元，其具有固定在电动机旋转轴及电动机旋转轴的外周的转子，配置在电动机部壳体的内部空间而与定子面对。
根据上述实施方式，由于包含转子单元，因此可以将转子单元作为装配体，通过与轮毂电机驱动装置的组装生产线不同的生产线来组装。因此，可以通过轮毂电机驱动装置的组装生产线将车轮轮毂轴承部单元和减速部单元连结，而通过另一组装生产线来组装转子单元，接下来通过轮毂电机驱动装置的组装生产线将减速部单元和转子单元连结，从而能够缩短组装时间。需要说明的是，作为另一制造方法，也可以先将减速部单元和转子单元连结，接下来将车轮轮毂轴承部单元和减速部单元连结。
本发明的转子单元为各种实施方式，作为一实施方式，转子单元还具有电动机旋转轴支承构件，该电动机旋转轴支承构件安装在电动机旋转轴的轴线方向一端部，且连结固定在电动机部壳体或收容减速部单元的减速部壳体上，而将电动机旋转轴支承为旋转自如。根据所述实施方式，转子单元由于还具有安装在电动机旋转轴的轴线方向一端部上的电动机旋转轴支承构件，因此与定子相比，能够先将转子单元安装固定在电动机部壳体的内部而将转子支承为旋转自如。因此，能够不使转子倾斜地组装电动机部。由此，能够实现转子的安装作业的省力化。
电动机旋转轴支承构件既可以是托架构件，也可以是架设在壳体内空区域而沿着轴线直角方向延伸的构件。优选的是，电动机旋转轴支承构件具有：隔壁，其对减速部壳体的内部空间与电动机部壳体的内部空间进行划分；电动机部轴承，其形成在隔壁的中心，且设置在供电动机旋转轴的轴线方向一端部贯通的中心孔处，而将电动机旋转轴支承为旋转自如。
更优选的是，隔壁具有：管状部，其沿着轴线方向延伸且形成中心孔；隔壁主体，其形成在管状部的轴线方向一端而固定在壳体的内侧，其中，电动机部轴承分别配设在管状部的两端部。根据所述实施方式，电动机旋转轴在隔壁的中心孔的轴线方向两端部，由电动机部轴承双臂支承为旋转自如，因此组装作业中，这些电动机部轴承通过隔壁的管状部而能够容易地定位成与轴线准确地一致。因此，能够容易且高精度地使转子旋转轴两端部的电动机部轴承与轴线一致，从而能够实现电动机部轴承的安装作业的效率化。
安装在本发明的轮毂电机驱动装置上的隔壁在壳体内对减速部与电动机部进行划分，但既可以是单一的壁构件，或者也可以是由减速部单元驱动而喷出润滑油的油泵。这里优选的是，从油泵喷出的润滑油流动的喷出油路及向油泵供给润滑油的吸入油路设置在隔壁表面或隔壁内部。
本发明的壳体分别分开制作电动机部壳体、减速部壳体及外圈侧构件，并利用螺栓等的规定的连结构件将它们连结固定，但优选的是，车轮轮毂轴承部单元的外圈侧构件配置在轴线方向一侧，减速部壳体与电动机部壳体一体结合而构成减速部电动机部共用壳体，该减速部电动机部共用壳体配置在轴线方向另一侧，这双方的壳体由规定的连结构件连结固定。根据所述实施方式，由于具有减速部壳体与电动机部壳体一体结合而成的减速部电动机部共用壳体，因此可以省去在组装生产线上将减速部壳体和电动机部壳体连结固定的工时，作业效率提高。而且，无需管理减速部单元与电动机部的位置错动公差，在壳体内周安装定子时，能够高精度地安装。
本发明并未限定为一实施方式，车轮轮毂轴承部单元的外圈侧构件与减速部壳体一体结合而构成车轮轮毂轴承部减速部共用壳体，该车轮轮毂轴承部减速部共用壳体配置在轴线方向一侧，电动机部壳体配置在轴线方向另一侧，这双方的壳体由规定的连结构件连结固定。根据所述实施方式，由于具有外圈侧构件与减速部壳体一体结合而成的外圈侧构件减速部共用壳体，因此可以省去在组装生产线上将外圈侧构件与减速部壳体连结固定的工时，作业效率提高。而且，无需管理车轮轮毂轴承部单元与减速部单元的位置错动公差。
优选的是，车轮轮毂轴承部单元的外圈侧构件、减速部壳体、及电动机部壳体相互一体结合而构成轮毂电机共用壳体。根据所述实施方式，由于具有外圈侧构件、减速部壳体及电动机部壳体一体结合而成的轮毂电机共用壳体，因此能够省去在组装生产线上将各部壳体连结固定的工时，作业效率提高。而且，无需管理各单元间的位置错动公差。
优选的是，电动机部还包括轻合金制后罩，该轻合金制后罩安装在形成电动机部的外廓的电动机部壳体的端部，对电动机部的内部空间进行隔断保护，以免受到外界的影响。根据所述实施方式，能够实现轮毂电机驱动装置的轻量化。需要说明的是，轻合金制是指可以考虑铝合金。更优选的是考虑镁合金。
优选的是，减速部单元还具有：圆盘形状的偏心部，其设置在输入轴的一端部；公转构件，其在偏心部的外周安装成相对旋转自如，进行以输入轴的旋转轴心为中心的公转运动；外周卡合构件，其与公转构件的外周部卡合而使公转构件产生自转运动；外周卡合构件保持构件，其为包围公转构件的外周的圆筒形状，并保持所述外周卡合构件，而连结固定在形成电动机部的外廓的电动机部壳体、或收容减速部单元的减速部壳体、或外圈侧构件上；运动转换机构，其跨输出轴及公转构件配设，将公转构件的自转运动取出而向输出轴传递。根据所述实施方式，由于在减速部采用摆线减速机构，与行星齿轮组相比，能够增大减速的程度。因此，可以在电动机部采用高旋转型的电动机。
发明效果
如此，本发明具备车轮轮毂轴承部单元和减速部单元，该车轮轮毂轴承部单元具有包围筒状的车轮轮毂及车轮轮毂的外周的圆筒形状的外圈侧构件并将车轮轮毂支承为旋转自如，该减速部单元具有向一侧延伸的输出轴及向另一侧延伸的输入轴且输出轴穿过固定在筒状的车轮轮毂的中心，因此，能够将车轮轮毂轴承部形成为一装配体，而将减速部形成为另一装配体。因此，能够通过轮毂电机驱动装置的组装生产线来组装车轮轮毂轴承部单元，并通过不同的组装生产线来组装减速部单元，从而能够使组装生产线为并行的多条而缩短组装时间。
附图说明
图1是表示成为本发明的第一实施例的轮毂电机驱动装置的纵向剖视图。
图2是表示该实施例的减速部的横向剖视图。
图3是将该实施例的泵壳体取出表示的主视图。
图4是将该实施例的减速部单元取出表示的纵向剖视图。
图5是将该实施例的转子单元取出表示的纵向剖视图。
图6是将该实施例的后罩取出表示的主视图。
图7是表示本发明的变形例的轮毂电机驱动装置的纵向剖视图。
图8是表示本发明的另一实施例的轮毂电机驱动装置的纵向剖视图。
图9是表示本发明的又一实施例的轮毂电机驱动装置的纵向剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图所示的实施例，对本发明的实施方式进行详细地说明。图1是表示成为本发明的第一实施例的轮毂电机驱动装置的纵向剖视图。图2是表示该实施例的减速部的横向剖视图。图3是将该实施例的泵壳体取出表示的主视图。图4是将该实施例的减速部单元取出表示的纵向剖视图。图5是将该实施例的转子单元取出表示的纵向剖视图。图6是将该实施例的后罩取出表示的主视图。
配置在车轮中的行驶车轮内空区域来驱动该车轮的轮毂电机驱动装置21具备：产生驱动力的电动机部A；将电动机部A的旋转减速而输出的减速部B；将来自减速部B的输出向未图示的车轮传递的车轮轮毂轴承部C。并且，电动机部A、减速部B、车轮轮毂轴承部C顺次串联且同轴配置。轮毂电机驱动装置21例如安装在电动机动车或混合动力驱动车辆的车轮壳体内。
电动机部A为径向间隙电动机，具有：形成外廓的共用壳体22ab；固定于共用壳体22ab的定子23；在定子23的内侧配置在与定子23隔开沿径向空开的间隙而面对的位置上的转子24；与转子24的内侧固定连结且与转子24一体旋转的电动机旋转轴35。
共用壳体22ab为圆筒形状，跨轴线O方向一端部(图1的左方)的减速部B和轴线O方向另一端部(图1的右方)的电动机部A设置。并且，减速部B的内周面为小径，电动机部A的内周面为大径，在它们之间形成有环状高低差37。即，共用壳体22ab是电动机部减速部共用壳体，在轴线O方向一端部(图1的左方)形成减速部B的外廓且在轴线O方向另一端部(图1的右方)形成电动机部A的外廓。共用壳体22ab的内周通过电动机部A来支承定子23。电动机部A和减速部B由配设在共用壳体22ab的轴线O方向中央部的隔壁38来划分。
隔壁38具有：沿着轴线O方向延伸而供电动机旋转轴35贯通的管状部38p；在管状部38p的轴线方向一端形成的圆盘形状的隔壁主体38w。隔壁主体38w的外径与共用壳体22ab的电动机部A的内径大致相等。在隔壁主体38w的外周部沿着周向等间隔地形成有供螺栓穿过的孔38h。螺栓64穿过孔38h而与环状高低差37螺合，由此，隔壁38被安装固定在共用壳体22ab的内壁面上。在隔壁38的下部形成有切口部63，该切口部63将电动机部A的内空区域的下部与设置在减速部B的下部的积油处53连接。
在管状部38p的两端部设有滚动轴承36a、36b。这样，电动机旋转轴35配设在电动机部A的内部，在轴线O上不同的两个部位被双臂支承为旋转自如。
从管状部38p的两端突出的电动机旋转轴35的两端部中的减速部B侧的一端连结固定于输入轴25。而且在电动机旋转轴35的另一端部的外周固定有转子24。
共用壳体22ab的轴线O方向另一端的开口61由圆盘形状的后罩39密封。后罩39为轻合金制，是铝合金或镁合金。铝合金及镁合金均具有大致相同的拉伸强度290[MPa]。而且，铝合金的比重为2.67。相对于此，镁合金的比重为1.78。因此，通过将后罩39形成为镁合金制，而能够进一步实现轻量化。
共用壳体22ab中的包含于电动机部A的壳体的内径尺寸为隔壁38的外径尺寸的同等以上。并且，开口61的内径尺寸也为隔壁38的外径尺寸的同等以上。因此，能够从开口61将隔壁38朝向轴线方向一方插入。
减速部B具有形成外廓的共用壳体22ab、连结固定于电动机旋转轴35的输入轴25、将输入轴25的旋转减速而输出的输出轴28，配置在电动机部A的轴线O方向一方。具体而言，减速部B为摆线减速机构。减速部B的输入轴25沿轴线O延伸，向电动机部A侧突出，且突出端连结固定于电动机旋转轴35的轴线方向一端。由于电动机部A的电动机旋转轴35及减速部B的输入轴25一体旋转，因此也称为电动机侧旋转构件。位于电动机部A的相反侧的输入轴25的一端部在减速部B内由滚动轴承36c支承。
在输入轴25的外周固定有两片圆盘形状的偏心构件25a、25b。电动机旋转轴35及输入轴25与轮毂电机驱动装置21的旋转轴线O一致而延伸，但偏心构件25a、25b的中心与轴线O不一致。并且，两个偏心构件25a、25b设置成相差180°相位，从而将由偏心运动引起的离心力产生的振动相互抵消。
在偏心构件25a、25b的外周分别保持有作为公转构件的旋转自如的曲线板26a、26b。弯曲成波状的形状的曲线板26a、26b的外周部与作为外周卡合构件的多个外销27卡合。外销27的两端经由滚针轴承27a以旋转自如的方式安装于外销保持构件45。作为外周卡合构件保持构件的外销保持构件45是包围曲线板26a、26b的外周的圆筒形状，将外销27保持成与轴线O平行。外销保持构件45的外周面安装固定在共用壳体22ab的减速部B的内周面。共用壳体22ab在轴线O方向一侧(图1的左方)连结固定于圆筒形状的外圈侧构件22c。
对占据共用壳体22ab的轴线O方向一侧的减速部壳体(减速部B的部分)进行说明，在减速部壳体的轴线O方向一端形成有向内凸缘部22u，在减速部壳体的轴线O方向另一端形成有开口66。减速部壳体的内径尺寸与外销保持构件45的外径尺寸大致相同。因此，能够从开口66将外销保持构件45朝向轴线方向一方插入。
减速部B的输出轴28与旋转轴线O一致并从减速部B向轴线O方向一方突出而延伸到车轮轮毂轴承部C，具有凸缘部28a和轴部28b。在减速部B配置的凸缘部28a的端面上，在以输出轴28的旋转轴线O为中心的圆周上等间隔地形成有固定内销31的孔。在车轮轮毂轴承部C配置的轴部28b的外周面上连结固定有车轮轮毂32。由于减速部B的输出轴28及车轮轮毂轴承部C的车轮轮毂32一体旋转，因此也称为车轮侧旋转构件。植入设置于凸缘部28a的内销31朝向轴线O方向另一方突出，前端部与曲线板26a、26b的径向中央区域卡合。凸缘部28a的中心孔28c接受输入轴25的一端部，并经由滚动轴承36c将输入轴25的一端支承为相对旋转自如。
参照图2，曲线板26b在外周部具有由圆外次摆线等次摆线系曲线构成的多个波形，且具有从一侧端面向另一侧端面贯通的多个贯通孔30a、30b。贯通孔30a在以曲线板26b的自转轴心为中心的圆周上等间隔设有多个，且形成在曲线板26b的外周缘与内周缘之间的径向中央区域，来接受后述的内销31。另外，贯通孔30b设置在曲线板26a的中心(自转轴心)，成为曲线板26b的内周。曲线板26b在偏心构件25b的外周安装成能够相对旋转。
即，曲线板26b由滚动轴承41支承为相对于偏心构件25b旋转自如。该滚动轴承41为圆柱滚子轴承，具备：内周面与偏心构件25b的外周面嵌合，且在外周面具有内侧滚道面42a的内圈构件42；在曲线板26b的贯通孔30b的内周面直接形成的外侧滚道面43；配置在内侧滚道面42a与外侧滚道面43之间的多个圆柱滚子44；对周向上相邻的圆柱滚子44的间隔进行保持的保持器(省略图示)。或者也可以为深沟球轴承。内圈构件42还具有沿轴线方向夹着圆柱滚子44所滚动的内圈构件42的内侧滚道面42a而面对的一对锷部，将圆柱滚子44保持在一对锷部之间。对于曲线板26a来说也同样。
外销27等间隔地设置在以输入轴25的旋转轴线O为中心的假想圆上。外销27与轴线O平行地延伸，其两端由外销保持构件45保持，该外销保持构件45嵌合固定于收容减速部B的共用壳体22ab的内壁面。更具体而言，外销27的轴线O方向两端部由安装在外销保持构件45上的滚针轴承27a支承为旋转自如。
当曲线板26a、26b以输入轴25的旋转轴线O为中心进行公转运动时，曲线形状的波形与外销27卡合，而使曲线板26a、26b产生自转运动。并且，通过在外销27的两端设置的滚针轴承27a，而外销27在与曲线板26a、26b的外周面抵接时，可降低外销27与曲线板26a、26b的摩擦阻力。
运动转换机构包括：植入设置于输出轴28的凸缘部28a中的作为内侧卡合构件的多个内销31；在曲线板26a、26b上设置的贯通孔30a。内销31等间隔地设置在以输出轴28的旋转轴线为中心的假想圆上，与输出轴28的轴线平行地延伸，且内销31的基端固定于输出轴28。另外，在内销31的外周设有由中空圆筒体及滚针构成的滚针轴承31a。通过这样的滚针轴承31a，在内销31与曲线板26a、26b的贯通孔30a的内周面抵接时，可降低内销31与曲线板26a、26b的摩擦阻力。
在内销31的前端压入而连结固定有对内销31进行加强的内销加强构件31b。内销加强构件31b包括：将多个内销31前端彼此连结的圆环形状的凸缘部31c；以与凸缘部31c的内径部结合且从内销31离开的方式沿轴线方向延伸的圆筒形状的筒状部31d。对多个内销31进行加强的内销加强构件31b使从曲线板26a、26b向一部分的内销31施加的载荷均匀地分散到所有的内销31上。
内销31将曲线板26a、26b中设置在外周部与输入轴25的轴线之间的径向部位上的贯通孔30a贯通。贯通孔30a设置在与多个内销31分别对应的位置上。并且，贯通孔30a的内径尺寸设定得比内销31的外径尺寸(指“包括滚针轴承31a在内的最大外径”。以下相同。)大规定量。因此，将在曲线板26a、26b上设置的贯通孔30a贯通而延伸的内销31成为分别与贯通孔30a卡合的内侧卡合构件。
筒状部31d与附设在隔壁38上的润滑油泵51结合并对润滑油泵51进行驱动。当多个内销31与输出轴28一起旋转时，与内销31连结的筒状部31d对润滑油泵51进行驱动。在壳体22的内部设置的润滑油泵51通过电动机部A的输出而被驱动，使润滑油在轮毂电机驱动装置21的内部循环。
设置在隔壁38的隔壁主体38w上的吸入油路52从润滑油泵51的吸入口朝向下方延伸，下端的吸入油路入口52i与设置在减速部B的下部的积油处53连接。而且，设置在隔壁主体38w上的喷出油路54的一端与润滑油泵51的喷出口连接，另一端与设置在共用壳体22ab的电动机部A的位置上的壳体油路55的一端连接。
壳体油路55形成在共用壳体22ab中的形成电动机部A的外周的中空圆筒壁的壁内部。图1所示的实施例是水冷式轮毂电机驱动装置，因此在电动机部A中的共用壳体22ab上还形成有供冷却水流动的冷却水路62。冷却水路62具备冷却水入口62i及冷却水出口62o，从冷却水入口62i供给冷却水。温度上升后的冷却水从冷却水出口62i流出，因此冷却水路62由低温的冷却水充满。由此，冷却水路62对电动机部A进行冷却，从而在电动机部A的壳体油路55中流动的润滑油变冷。而且，壳体油路55的另一端与联络油路56的外径侧端连接。
联络油路56形成在对共用壳体22的轴线O方向另一端进行密封的后罩39的内部。联络油路56的内径侧端与设置于电动机旋转轴35的电动机旋转轴油路57连接。此外，环形状的密封构件56s与轴线O同轴地附设在联络油路56的内径侧端。密封构件56s将高速旋转的电动机旋转轴35的端部外周面液密地包围。
电动机旋转轴油路57设置在电动机旋转轴35的内部而沿着轴线O延伸。并且，电动机旋转轴油路57的两端中的接近减速部B的一侧的一端与减速部输入轴油路58连接，该减速部输入轴油路58设置于输入轴25而沿着轴线延伸。而且，距减速部B远的一侧的另一端与上述的联络油路56的内径侧端连接。而且，电动机旋转轴油路57在轴线方向中央部与转子油路59的内径侧端连接。
减速部输入轴油路58设置在输入轴25的内部而沿着轴线O延伸，贯通至与凸缘部28a对置的输入轴25的一端。而且，减速部输入轴油路58分支成在偏心构件25a内朝向径向外侧延伸的润滑油路58a和在偏心构件25b内朝向径向外侧延伸的润滑油路58b。润滑油路58a、58b的径向外侧端与滚动轴承41的内侧滚道面42a连通。
转子油路59是从电动机旋转轴油路57分支的油路，在转子24的内部分支设置。分支的一方的转子油路59的外径侧端指向隔壁主体38w。分支的另一方的转子油路59的外径侧端指向后罩39。
经由加强构件31b而由输出轴28驱动的润滑油泵51经由吸入油路52吸入积油处53积存的润滑油，将润滑油向喷出油路54喷出。从喷出油路54向壳体油路55流动的润滑油在壳体油路55流动时变冷。
接下来，润滑油依次通过联络油路56、电动机旋转轴油路57、减速部输入轴油路58，分别向润滑油路58a、58b分支流动，分别对设置于偏心构件25a的滚动轴承41和设置于偏心构件25b的滚动轴承41进行润滑。在润滑油借助离心力向外径方向流动、然后对曲线板26a、26b、内销31、外销27依次润滑的所述轴心供油的作用下，润滑油适当地对减速部B的内部进行润滑。然后，汇集到设置在减速部B的下部的积油处53。这样，润滑油在电动机部A及减速部B中循环流动。
另外，从电动机旋转轴油路57分支而在转子油路59中流动的润滑油首先将转子24冷却，接着与隔壁主体38w碰撞而到达定子24，将定子24冷却。同时，与后罩39碰撞而到达定子24，将定子24冷却。然后，润滑油向电动机部A的内空区域下部落下，通过切口部63而汇集到设置在减速部B的下部的积油处53。这样分支的润滑油也在电动机部A及减速部B中循环流动。
车轮轮毂轴承单元C具有：固定连结于输出轴28的车轮轮毂32；包围车轮轮毂32的外周的外圈侧构件22c；设置在车轮轮毂32的外周面与外圈侧构件22c的内周面之间形成的环状空间内而将车轮轮毂32支承为旋转自如的车轮轮毂轴承33。而且，车轮轮毂轴承单元C配置在减速部B的轴线方向一方。由此，电动机部A、减速部B及车轮轮毂轴承单元C沿着轴线O同轴且串联依次配置。
车轮轮毂轴承33为多列角接触球轴承，其内圈嵌合固定在车轮轮毂32的外周面。车轮轮毂轴承33的外圈嵌合固定在圆筒形状的外圈侧构件22c的内周面。车轮轮毂32具有：与输出轴28的一端结合的圆筒形状的中空部32a；在远离减速部B侧的端部形成的凸缘部32b。在凸缘部32b通过螺栓32c连结固定有未图示的车轮中的行驶车轮。
对上述结构的轮毂电机驱动装置21的工作原理进行详细地说明。
电动机部A中，例如，由永久磁铁或磁性体构成的转子24接受通过向定子23的线圈供给交流电而产生的电磁力，进行旋转。
由此，与转子24连接的电动机旋转轴35输出旋转，当电动机旋转轴35及输入轴25旋转时，曲线板26a、26b以输入轴25的旋转轴线O为中心而进行公转运动。此时，外销27与曲线板26a、26b的曲线形状的波形以滚动接触的方式进行卡合，从而使曲线板26a、26b向与输入轴25的旋转相反的方向进行自转运动。
穿过贯通孔30a的内销31比贯通孔30a的内径细得多，伴随曲线板26a、26b的自转运动而与贯通孔30a的孔壁面抵接。由此，曲线板26a、26b的公转运动不向内销31传递，仅曲线板26a、26b的自转运动经由输出轴28向车轮轮毂轴承部C传递。这样，贯通孔30a及内销31发挥作为运动转换机构的作用。
与输入轴25同轴配置的输出轴28经由该运动转换机构而取出曲线板26a、26b的自转来作为减速部B的输出。其结果是，输入轴25的旋转由减速部B减速而向输出轴28传递。因此，即使在采用低转矩、高旋转型的电动机部A的情况下，也能够向车轮传递必要的转矩。
需要说明的是，当外销27的个数为ZA，且曲线板26a、26b的波形的个数为ZB时，上述结构的减速部B的减速比由(ZA-ZB)/ZB来算出。在图2所示的实施例中，ZA＝12，ZB＝11，因此减速比为1/11，能够得到非常大的减速比。
这样，通过在减速部B中采用不形成为多级结构就能够得到大的减速比的摆线减速机构，从而能够得到紧凑且高减速比的轮毂电机驱动装置21。
接下来，说明上述结构的轮毂电机驱动装置21的制造方法。
首先，在带有车轮轮毂的壳体准备工序中，外圈侧构件22c的轴线O方向一端穿过车轮轮毂轴承33，经由车轮轮毂轴承33将车轮轮毂32安装于外圈侧构件22c。并且，在共用壳体22ab的一端形成的向内凸缘部22u与在外圈侧构件22c的另一端形成的凸缘部22f碰触，它们临时组成壳体。该带有车轮轮毂的壳体在轮毂电机驱动装置21的组装生产线上被组装。
与上述的带有车轮轮毂的壳体准备工序分开地，在减速部单元准备工序中，准备图4所示的减速部单元101。减速部单元101在一侧配设输入轴25且在另一侧配设输出轴28，并将对输入轴25的旋转进行减速而向输出轴28传递的减速部B的结构构件即偏心部25a、25b、曲线板26a、26b、内销31、滚针轴承31a、外销27、滚针轴承27a及外销保持构件45配设在所述输入轴25与输出轴28之间。减速部单元101通过与轮毂电机驱动装置21的组装生产线不同的组装生产线来组装。
在此附带说明的话，在外销保持构件45的轴线方向两端分别形成有向内凸缘部46。向内凸缘部46分别支承外销27的两端。而且，在距输出轴28近的一侧的向内凸缘部46设有内螺纹部47。
在接下来的减速部单元安装工序中，从共用壳体22ab的轴线O方向另一端的开口61将减速部单元101向轴线O方向一方插入，在车轮轮毂32的中空部32a连结固定有减速部单元101的输出轴28。并且，使外销保持构件45的一侧的向内凸缘部46与共用壳体22ab的一侧的向内凸缘部22u碰触的、从外圈侧构件22c的凸缘部22f侧插入螺栓65，并使螺栓65的前端部与内螺纹部47螺合。由此，将外圈侧构件22c、共用壳体22ab及外销保持构件45连结固定。如此，将减速部单元101向壳体的内部空间安装的该减速部单元安装工序通过轮毂电机驱动装置21的组装生产线来进行。
在此附带说明的话，作为规定的连结构件的螺栓65贯通在外圈侧构件22c的另一端形成的凸缘部22f及在共用壳体22ab的一端形成的向内凸缘部22u，而将外圈侧构件22c与共用壳体22ab连结固定。
在接下来的电动机部组装工序中，从共用壳体22ab的轴线O方向另一端的开口61将隔壁38、电动机旋转轴35、转子24、定子23等向轴线O方向一方插入来组装电动机部A。该电动机部组装工序通过轮毂电机驱动装置21的组装生产线来进行。
在接下来的电动机部密封工序中，利用轻合金制后罩39对在共用壳体22ab的轴线O方向另一端形成的开口61进行密封而将电动机旋转轴35从外界进行隔断保护。该电动机部密封工序通过轮毂电机驱动装置21的组装生产线来进行。
根据所述制造方法，由于包括准备减速部单元101的减速部单元准备工序，因此可以将减速部单元101作为装配体，通过与轮毂电机驱动装置21的组装生产线不同的生产线来组装。因此，能够实现组装时间的缩短化。
接下来，说明上述结构的轮毂电机驱动装置21的另一制造方法。
首先，执行上述的带有车轮轮毂的壳体准备工序。
在接下来的减速部组装工序中，从共用壳体22ab的开口61向轴线方向一方插入输出轴28、输入轴25、及对输入轴25的旋转进行减速而向输出轴28传递的减速部B的结构构件即偏心部25a、25b、曲线板26a、26b、内销31、滚针轴承31a、外销27、滚针轴承27a及外销保持构件45，在车轮轮毂32的中空部32a连结固定输出轴28而向共用壳体22ab的内部空间组装减速部B。所述组装既可以将减速部B的结构构件1个个地依次插入进行组装，或者，也可以如上述那样将预先组装好的减速部单元101一下子插入而向壳体22ab的内部空间安装。该减速部组装工序通过轮毂电机驱动装置21的组装生产线来进行。
与上述的减速部组装工序分开地，在转子准备工序中，准备图5所示的转子单元102。转子单元102具有：电动机旋转轴35；在中心形成有供电动机旋转轴35贯通的贯通孔38h而将电动机旋转轴35支承为旋转自如的隔壁38；在从隔壁38突出的电动机旋转轴35的外周固定的转子24。转子单元102通过与轮毂电机驱动装置21的组装生产线不同的组装生产线来组装。
在接下来的电动机部组装工序中，从共用壳体22ab的开口61将转子单元102向轴线O方向一方插入，将从隔壁38突出的电动机旋转轴35两端中的距转子24远的一侧的端部35b连结固定于减速部B的输入轴25，将隔壁38的外周安装固定于共用壳体22b的内周，在比减速部B靠轴线O方向另一端侧安装转子单元102。接下来，在共用壳体22ab的内周面上安装固定定子23，使定子23与转子24面对。该电动机部组装工序通过轮毂电机驱动装置21的组装生产线来进行。
接下来，执行上述的电动机部密封工序。
根据所述制造方法，由于包括准备转子单元102的转子准备工序，因此可以将转子单元102作为装配体，通过与轮毂电机驱动装置21的组装生产线不同的生产线来组装。因此，能够实现组装时间的缩短化。
需要说明的是，通过将上述的减速部单元准备工序、减速部单元安装工序、转子准备工序、电动机部组装工序组合，能够实现组装时间的进一步的缩短化。
另外，根据上述的制造方法，与定子23相比，由于先将转子单元102安装固定在共用壳体22ab内部，因此能够无倾斜地组装转子24。因此，能够实现转子24的安装作业的省力化。
此外，根据上述的制造方法，电动机旋转轴35在隔壁38的贯通孔38h的轴线方向两端部，由滚动轴承36a及滚动轴承36b支承为旋转自如，因此组装作业中，所述滚动轴承36a及滚动轴承36b通过隔壁38的管状部38容易地定位成与轴线O准确地一致。因此，能够容易且高精度地使转子旋转轴35两端部的滚动轴承36a及滚动轴承36b与轴线O一致，能够实现滚动轴承36a及滚动轴承36b的安装作业的效率化。
另外，在上述的制造方法中，对设置在车轮轮毂32的外周的车轮轮毂轴承33进行支承的外圈侧构件22c配置在轴线方向一侧。而且，收容减速部单元101的减速部壳体和具有开口61且收容转子单元102及定子23的电动机部壳体一体结合而成的电动机部减速部共用壳体22ab配置在轴线方向另一侧。并且，将这双方的壳体连结固定。由此，可以省去在组装生产线上将减速部壳体与电动机部壳体连结固定的工时，作业效率提高。而且，无需管理减速部B与电动机部A的位置错动公差，在共用壳体22ab内周安装定子23时，能够高精度地安装。因此，能够将转子24与定子23的径向间隙限制在规定范围内。
接下来，说明本发明的变形例的轮毂电机驱动装置。图7是表示本发明的变形例的纵向剖视图。关于该变形例，对与上述的实施例共用的结构标注同一标号而省略说明，以下说明不同的结构。在该变形例中，取代冷却水路62，在壳体的外周面形成多个散热片22n，来形成空冷式轮毂电机驱动装置。
在所述变形例的空冷轮毂电机驱动装置21中，与图1所示的实施例同样地，通过上述的制造方法使组装生产线为并行的多条而能够缩短组装时间。
接下来，说明本发明的另一实施例的轮毂电机驱动装置。图8是表示本发明的另一实施例的纵向剖视图。关于另一实施例，对与上述的实施例共用的结构标注同一标号而省略说明，以下说明不同的结构。在另一实施例中，设置在车轮轮毂32的外周且对车轮轮毂轴承33进行支承的外圈侧构件(包含于车轮轮毂轴承部C的壳体)与在轴线O方向另一端具有开口66且收容减速部单元101的减速部壳体(包含于减速部B的壳体)一体结合而成的减速部车轮轮毂轴承部共用壳体22bc配置在轴线方向一侧。而且，收容电动机旋转轴35的电动机部壳体22a(包含于电动机部A的壳体)配置在轴线方向另一侧。并且，将这双方的壳体连结固定而构成轮毂电机驱动装置21的壳体。
在所述其他的实施例的空冷轮毂电机驱动装置21中，与图1所示的实施例同样地，通过不同的组装生产线能够制作减速部单元101及转子单元102，通过上述的制造方法能够使组装生产线为并行的多条而能够缩短组装时间。
另外，根据图8所示的其他的实施例，由于具有包含于车轮轮毂轴承部C的壳体即外圈侧构件与减速部壳体一体结合而成的减速部车轮轮毂轴承部共用壳体22bc，因此在组装生产线上能够省去将外圈侧构件与减速部壳体连结固定的工时，从而作业效率提高。而且，无需管理车轮轮毂轴承部C与减速部B的位置错动公差。因此，将外销保持构件45安装成与轴线O同轴的作业变得容易。
此外，在制造图8所示的实施例的轮毂电机驱动装置21时，首先，将减速部单元101从减速部车轮轮毂轴承部共用壳体22bc的开口66向轴线方向一方插入而向共用壳体22bc的内部空间安装。接下来，可以使电动机部壳体22a的轴线方向一端与开口66碰触，而在减速部车轮轮毂轴承部共用壳体22bc上连结固定电动机部壳体22a。
接下来，说明本发明的又一实施例的轮毂电机驱动装置。图9是表示本发明又一实施例的纵向剖视图。关于又一实施例，对与上述的实施例共用的结构标注同一标号而省略说明，以下说明不同的结构。在又一实施例中，轮毂电机驱动装置21具备轮毂电机共用壳体22abc，该轮毂电机共用壳体22abc由配置在轴线O方向一方而设置在车轮轮毂32的外周且支承车轮轮毂轴承的外圈侧构件(包含于车轮轮毂轴承部C的壳体)、配置在轴线O方向中央而收容减速部单元101的减速部壳体(包含于减速部B的壳体)、配置在轴线O方向另一方而具有开口61且收容电动机旋转轴35的电动机部壳体(包含于电动机部A的壳体)一体结合而成。
在又一实施例的空冷轮毂电机驱动装置21中，与图1所示的实施例同样地，能够通过不同的组装生产线来制作减速部单元101及转子单元102，通过上述的制造方法使组装生产线为并行的多条而缩短组装时间。
另外，根据图9所示的又一实施例，由于具有外圈侧构件、减速部壳体及电动机部壳体一体结合而成的轮毂电机共用壳体22abc，因此在组装生产线上能够省去将外圈侧构件(包含于车轮轮毂轴承部C的壳体)、减速部壳体及电动机部壳体连结固定的工时，从而作业效率提高。而且，无需管理车轮轮毂轴承部C、减速部B、电动机部A的位置错动公差。因此，将外销保持构件45及定子23安装成与轴线O同轴的作业变得容易。
以上，参照附图，说明了本发明的实施方式，但本发明并未限定为图示的实施方式。对于图示的实施方式，在与该发明相同的范围内或均等的范围内，能够施加各种修正或变形。
工业实用性
本发明的轮毂电机驱动装置在电力机动车及混合动力车辆中能有利地利用。
【标号说明】
21 轮毂电机驱动装置
22a 电动机部壳体
22c 外圈侧构件
22ab 电动机部减速部共用壳体
22bc 减速部车轮轮毂轴承部共用壳体
22abc 轮毂电机共用壳体
22n 散热片
23 定子
24 转子
25 输入轴
25a、25b 偏心构件
26a、26b 曲线板
27 外销
28 输出轴
28a 凸缘部
28b 轴部
30a、30b 贯通孔
31 内销
31b 加强构件
32 车轮轮毂
32a 中空部
32b 凸缘部
33 车轮轮毂轴承
35 电动机旋转轴
36a、26b、36c 滚动轴承
37 环状高低差
38 隔壁
38w 隔壁主体
38p 管状部
39 后罩
41 滚动轴承
45 外销保持构件
51 润滑油泵
52 吸入油路，
53 积油处
54 喷出油路
55 壳体油路
56 联络油路
57 电动机旋转轴油路
58 减速部输入轴油路
58a、58b 润滑油路
59 转子油路
61 开口
62 冷却水路
63 切口部
66 开口
Claims (10)
1.一种轮毂电机驱动装置，其具备：
车轮轮毂轴承部单元，其具有筒状的车轮轮毂、将所述车轮轮毂的外周包围的圆筒形状的外圈侧构件、以及设置在所述车轮轮毂的外周面与外圈侧构件的内周面之间形成的环状空间内而将车轮轮毂支承为旋转自如的车轮轮毂轴承；
减速部单元，其是具有向一侧延伸的输出轴及向另一侧延伸的输入轴且对输入轴的旋转进行减速而向输出轴传递的减速机构；
转子单元，其具有筒状的电动机旋转轴、及固定在所述电动机旋转轴的外周的转子；
圆筒形状的壳体，其形成外廓，
所述车轮轮毂轴承部单元的外圈侧构件与所述壳体的一端结合，
所述减速部单元从所述壳体的轴线方向端的开口插入到所述壳体的内部空间中，所述减速部单元的向一侧延伸的所述输出轴的一端穿过固定于所述车轮轮毂轴承部单元的车轮轮毂，
所述转子单元从所述壳体的轴线方向端的开口插入到所述壳体的内部空间中，电动机旋转轴的轴线方向一端穿过固定于所述减速部单元的向另一侧延伸的所述输入轴的另一端，由此将转子单元、减速部单元、车轮轮毂轴承部单元分别结合而组装。
2.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其中，
所述转子单元还具有电动机旋转轴支承构件，
该电动机旋转轴支承构件安装在所述电动机旋转轴的轴线方向一端部，且连结固定在所述壳体的内周面，而将所述电动机旋转轴支承为旋转自如。
3.根据权利要求2所述的轮毂电机驱动装置，其中，
所述电动机旋转轴支承构件具有：隔壁，其将所述壳体的内部空间划分成减速部和电动机部；电动机部轴承，其形成在所述隔壁的中心，且设置在供所述电动机旋转轴的轴线方向一端部贯通的中心孔处，而将所述电动机旋转轴支承为旋转自如。
4.根据权利要求3所述的轮毂电机驱动装置，其中，
所述隔壁具有：管状部，其沿着轴线方向延伸且形成所述中心孔；隔壁主体，其形成在所述管状部的轴线方向一端而固定在所述壳体的内侧，
所述电动机部轴承分别配设在所述管状部的两端部。
5.根据权利要求3或4所述的轮毂电机驱动装置，其中，
在所述隔壁附设有由所述减速部单元驱动而喷出润滑油的油泵。
6.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其中，
所述壳体是收容所述转子单元的电动机部壳体与收容所述减速部单元的减速部壳体一体结合的电动机部减速部共用壳体，
所述车轮轮毂轴承部单元的外圈侧构件与所述电动机部减速部共用壳体由规定的连结构件连结固定。
7.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其中，
所述壳体包括收容所述转子单元的电动机部壳体及收容所述减速部单元的减速部壳体，
所述车轮轮毂轴承部单元的外圈侧构件与所述减速部壳体一体结合而构成减速部车轮轮毂轴承部共用壳体，该减速部车轮轮毂轴承部共用壳体配置在轴线方向一侧，
所述电动机部壳体配置在轴线方向另一侧，
所述减速部车轮轮毂轴承部共用壳体与所述电动机部壳体由规定的连结构件连结固定。
8.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其中，
所述车轮轮毂轴承部单元的外圈侧构件及所述壳体相互一体结合而构成轮毂电机共用壳体。
9.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其中，
所述轮毂电机驱动装置还具备轻合金制后罩，该轻合金制后罩安装在所述壳体的另一端，对所述壳体的内部空间进行隔断保护，以免受到外界的影响。
10.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动装置，其中，
所述减速部单元还具有：
圆盘形状的偏心部，其设置在所述输入轴的一端部；
公转构件，其在所述偏心部的外周安装成相对旋转自如，进行以所述输入轴的旋转轴心为中心的公转运动；
外周卡合构件，其与所述公转构件的外周部卡合而使公转构件产生自转运动；
外周卡合构件保持构件，其为包围所述公转构件的外周的圆筒形状，并保持所述外周卡合构件，而连结固定在形成所述电动机部的外廓的电动机部壳体、或收容所述减速部单元的减速部壳体、或所述外圈侧构件上；
运动转换机构，其跨所述输出轴及所述公转构件配设，将公转构件的自转运动取出而向输出轴传递。
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