CN103121400B - 轮内马达及电动车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种轮内马达及电动车辆，减小高速回转过程中线圈的振动变形。为实现所述目的轮内马达，其特点是，具有：圆筒状线圈，其内周侧插有轴；线圈支撑构件，其固定在轴上并支撑线圈；圆筒状外部轭铁，其配置在线圈的外周侧，并固定在轮辋上；磁石，其固定在外部轭铁的内周面，并配置在和线圈的外周面相向而对；以及圆筒状内部轭铁，其配置在线圈的内周侧，并配置在和线圈的内周面相向而对；其中，外部轭铁和内部轭铁分别相对于轴而自由旋转并且互相分离；线圈的相对于线圈支撑构件的远端固定有圆环形的共振防止环。
Description
技术领域
本发明是关于通过设置在车辆轮辋内的马达而驱动车轮的轮内马达，特别是关于电动汽车，混合动力汽车，以及电动自行车等的电动车辆。
背景技术
专利文献1(实用新型公开JP平5-22133号公报)和专利文献2(专利公开JP2006-246678号公报)中公开了如下内容：即，圆筒状线圈被固定在线圈支撑构件，该线圈支撑构件被固定在轴，内周固定有磁石的圆筒状外部轭铁被设置在线圈的外周侧，外部轭铁被固定在轮辋从而构成轮内马达，其中，通过向线圈供电而旋转驱动轮辋。
通常，无刷或无芯轮内马达为悬臂式结构，由此，在高速回转中，其顶端侧会出现些许不平衡性，从而振动变大。这样，就会给悬臂式结构的线圈加以振动，就会发生相接触的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轮内马达及电动车辆，减小高速回转过程中线圈的振动变形。
为实现所述目的轮内马达，其特点是，具有：圆筒状线圈，其内周侧插有轴；线圈支撑构件，其固定在轴上并支撑线圈；圆筒状外部轭铁，其配置在线圈的外周侧，并固定在轮辋上；磁石，其固定在外部轭铁的内周面，并配置在和线圈的外周面相向而对；以及圆筒状内部轭铁，其配置在线圈的内周侧，并配置在和线圈的内周面相向而对；其中，外部轭铁和内部轭铁分别相对于轴而自由旋转并且互相分离；线圈的相对于线圈支撑构件的远端固定有圆环形的共振防止环。
所述的轮内马达，其进一步的特点是，外部轭铁具有：主体部，其包括筒状部和设置在筒状部的一个端部的底面部；以及盖部，其设置在筒状部的另一端部，底面部和盖部上分别形成有轴的插入孔，把主体部和盖部固定从而密闭外部轭铁的内部，各插入孔和所述轴之间设置有油封。
所述的轮内马达，其进一步的特点是，内部轭铁包括通过线圈和磁石相向而对的圆筒状轭铁主体、支撑部以及底端部，支撑部从底端部呈放射状被设有多个，底端部被固定在轴的轴承上。
所述的轮内马达，其进一步的特点是，外部轭铁，内部轭铁以及轴都是由磁性体构成，以形成磁通量的通路。
所述的轮内马达，其进一步的特点是，内部轭铁包括通过线圈和磁石相向而对的圆筒状轭铁主体、支撑部以及底端部，支撑部从底端部呈放射状被设有多个，底端部被固定在轴的轴承上，轭铁主体的相对支撑部的远端在外部轭铁的主体部的底面部的侧面的支撑环上，由该支撑环支撑。
为实现所述目的的电动车辆，其特点是具有任一项所述的轮内马达。
由于在线圈的顶端侧通过圆形物的共振防止环加以固定，这样就会减小振动和变形。另外盘式制动器装置在组装进马达后，由于组装有油封，因此有防止防水，防止异物进入的功能，所以很好的维护制动机构。
附图说明
图1是轮内马达的一实施例的示意性主视剖面图。
图2是图1中A处的局部放大示意图。
图3是图1中B处的局部放大示意图。
图4是图1中线圈的轴测视图。
具体实施方式
以下，参照图1对本发明实施形态进行详细说明。本实施形态中的轮内马达1(无刷或无芯马达)设置在电动汽车的四个车轮的各个车轮3的轮辋5内，轮辋5的外周安装有轮胎7，并以电动驱动各个车轮3。
轮内马达1具有：固定在轴9上的定子盘11；固定在定子盘11的线圈13；配置在线圈13的外周侧的外部轭铁15；以及配置在线圈13内侧的内部轭铁17.另外，轮内马达1内组装有盘式制动器19。
用于配线的中空被形成在轴9中，向线圈13供电的引线21从轴9的中空穿过外部轭铁15的内部空间而和线圈13相连接。用于配管路的中空也被形成在轴9中，向盘式制动器19的制动钳提供制动液的管路22从轴9的中空穿过支架47的轴向部47a而和制动钳相连接。
作为线圈支撑构件的定子盘11为圆盘状，孔形成在圆盘的中心部，轴9贯穿该孔。定子盘11由楔子固定在轴9上。
线圈13为圆筒状，例如通过蚀刻铜板形成线状，绝缘处理后重叠成多层。线圈13的一个端部固定在定子盘11的外周。
外部轭铁15由主体部27和通过螺钉固定在主体部27的盖部29构成。主体部27由设置在线圈13外周的圆筒状的筒状部27a和底面部27b构成。筒状部27a被配置在线圈13的外周，并和线圈13保持间隔。筒状部27a的内周侧面上设有磁石31，磁石31和线圈13相向而对。此外，磁石31被磁化为多个磁极以使在周围方向具有不同的磁极。
轴9的插入孔形成在底面部27b的中央部分，插入孔里插有轴9。还有，底面部27b被配置在轮辋5的内侧面，并从轮辋5的外侧用螺钉43被固定在轮辋5。
盖部29为圆盘状，其中央部形成有轴9的插入孔，把轴9插入插入孔。还有，盖部29的外周部通过螺钉45被固定在主体部27a上。
内部轭铁17由：通过线圈13和磁石31相向而对的圆筒状轭铁主体17a；以及支撑部17b构成。支撑部17b从底端部18呈放射状被设有多个，底端部18通过螺钉49被固定在轴9的轴承47上。轴承47为径向止推轴承，成对设置。
盘式制动器19由制动钳19a和制动盘20构成。制动钳19a用螺钉固定在支架47的径向部47b上，支架47通过其轴向部47a固定在轴9上，不转动。轴向部47a和轴9的固定可通过键、销或楔子等紧固件来固定。制动盘20通过螺钉24固定在底端部18上，在驱动车轮的过程中，与车轮同步转动。
外部轭铁15，内部轭铁17以及轴9都是由磁性体构成，以形成磁通量的通路。
如图4所示，线圈13的自由端连接有圆环形的共振防止环13a，这样及时在车轮高速运转的过程中，线圈13的振动和变形也很小，不会引起与磁石接触的问题。
如图2所示，在车轮3的内侧的轴9和盖部29之间设置有油封51，较佳地，为了便于安装，油封51是夹置在油封座54和盖部29的中央部的插入孔的孔壁之间。油封座54固定在设置在轴9上。
如图3所示，在车轮3的外侧的轴9和外部轭铁15的主体部27的底面部27b的中央部的插入孔的孔壁和支架47的轴向部47a之间设置有油封52。
油封51和油封52共同作用，盘式制动器19装置在组装进马达1后，有防止防水，防止异物进入的功能，所以很好的维护制动机构。
关于轮内马达1的驱动，通过引线21供电给线圈13，相对于磁石31和内部轭铁17之间的磁场就产生电磁力，因此磁石31和外部轭铁15相对于线圈13一起旋转，固定在外部轭铁15的轮辋5就相对于轴9而被旋转驱动。并且，内部轭铁17也和外部轭铁15同步旋转。
磁石31的磁通量的通路是，从相向而对的内部轭铁17通过轴9以及外部轭铁的回路。
根据本实施形态，因为内部轭铁17和外部轭铁15是分开的构件，通过分别单独安装在轴9上，即使是线圈13的内侧设有内部轭铁17的构造，也能够容易安装。
在本实施形态中，磁石31作用于线圈13的磁通量是通过由内部轭铁17，轴9以及外部轭铁15形成的通路的回路，因此能够提高作用于线圈13的磁通量密度。这样，和没有内部轭铁的场合相比较，作用在轮辋5上的转矩能够得到提高。
在本实施形态中，盖部29和主体部27使外部轭铁15不透水，从而能够防止向外部轭铁15内混入异物，同时，防水性能较好。
内部轭铁17和外部轭铁15是分离的构件，并且分别相对于轴9而自由旋转，因此停止向线圈13通电后，通过把电池等负荷连接在线圈13而产生发电电流，从而启动再生制动。在轮辋5旋转的时候，因为拉回磁石的磁力作用在内部轭铁17上，所以抑制了外部轭铁15的旋转，为此可起到辅助制动的作用。
本发明并不限于上述实施形态，在不脱离本发明要旨的范围内可进行种种变更。例如：外部轭铁15可以不需要密闭构造，而通过形成通气孔以起到内部冷却的作用。
也可使外部轭铁的主体部27的筒状部27a和底面部27b为分开的构件，再用螺钉等固定。
各螺钉也可分别是螺栓。
Claims (6)
1.一种轮内马达，其特征在于，具有：
圆筒状线圈，其内周侧插有轴；
线圈支撑构件，其固定在轴上并支撑线圈；
圆筒状外部轭铁，其配置在线圈的外周侧，并固定在轮辋上；
磁石，其固定在外部轭铁的内周面，并配置在和线圈的外周面相向而对；以及
圆筒状内部轭铁，其配置在线圈的内周侧，并配置在和线圈的内周面相向而对；
其中，外部轭铁和内部轭铁分别相对于轴而自由旋转并且互相分离；线圈的相对于线圈支撑构件的远端固定有圆环形的共振防止环。
2.如权利要求1所述的轮内马达，其特征在于，
外部轭铁具有：
主体部，其包括筒状部和设置在筒状部的一个端部的底面部；以及
盖部，其设置在筒状部的另一端部，
底面部和盖部上分别形成有轴的插入孔，把主体部和盖部固定从而密闭外部轭铁的内部，各插入孔和所述轴之间设置有油封。
3.如权利要求1所述的轮内马达，其特征在于，内部轭铁包括和磁石相向而对并由线圈间隔的圆筒状轭铁主体、支撑部以及底端部，支撑部从底端部呈放射状被设有多个，底端部被固定在轴的轴承上。
4.如权利要求1所述的轮内马达，其特征在于，外部轭铁，内部轭铁以及轴都是由磁性体构成，以形成磁通量的通路。
5.如权利要求2所述的轮内马达，其特征在于，内部轭铁包括和磁石相向而对并由线圈间隔的圆筒状轭铁主体、支撑部以及底端部，支撑部从底端部呈放射状被设有多个，底端部被固定在轴的轴承上，轭铁主体的相对支撑部的远端在外部轭铁的主体部的底面部的侧面的支撑环上，由该支撑环支撑。
6.一种电动车辆，其特征在于具有如权利要求1至5中任一项所述的轮内马达。
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