CN104955667A - 电动汽车驱动单元 - Google Patents

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Abstract

在车体具有分别驱动左右车轮的多个驱动电动机单元(20a、20b)的情况下，以将作为动力传动件的等速万向节的输入轴与输出轴的工作角度保持得小、且提高等速万向节的寿命为课题。通过将分别驱动左右车轮(13a、13b)的多个驱动电动机单元(20a、20b)经由副梁(13)搭载于车体，将作为动力传动件的等速万向节的输入轴与输出轴的工作角度保持得小。

Description

电动汽车驱动单元
技术领域
本发明涉及对电动汽车等的驱动轮进行旋转驱动的电动汽车驱动单元。
背景技术
历来，在日本特开2007-224979号公报(专利文献1)中记载有在车体具有分别驱动左右车轮的多个驱动电动机单元作为电动汽车驱动单元的技术。
在将多个驱动电动机单元固定于车体的情况下，需要用于将驱动电动机单元的驱动力传递至车轮轮毂的传动件。
历来，作为该传动件使用等速万向节，等速万向节与驱动电动机单元的减速机的车轮侧旋转部件花键嵌合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-224979号公报
发明内容
发明所要解决的问题
因此，在将等速万向节与驱动电动机单元的减速机的车轮侧旋转部件花键嵌合的情况下，需要花键嵌合的脱离防止部件。
此外，在将多个驱动电动机单元固定于车体的情况下，在轻型汽车那样的小型车中，驱动电动机单元相对于车体的占有空间变大，相反，等速万向节的空间变小。因此，等速万向节的组装时的输入轴与输出轴的工作角度变大，可能导致等速万向节的寿命降低。
为了使等速万向节的工作角度小而降低驱动电动机单元在车体的固定位置时，地面与驱动电动机单元的距离变小，由于飞石等而引起驱动电动机单元的破损的可能性变高。
因此，本发明的课题在于改良等速万向节与驱动电动机单元的连结结构，此外在于改良能够使等速万向节的工作角度小的、驱动电动机单元在车体的固定结构。
用于解决问题的技术方案
本发明的特征在于，将分别驱动左右车轮的多个驱动电动机单元经由副梁搭载于车体，通过动力传动件将驱动电动机单元的驱动力传递至左右的车轮轮毂。
驱动左右车轮的两个驱动电动机单元也可以通过共用的壳体形成为一体。
此外，驱动左右车轮的两个驱动电动机单元具有单独的壳体，两个驱动电动机单元背靠背地固定于副梁，使驱动电动机单元的输出轴的旋转轴心倾斜，以使得作为动力传动件的等速万向节的工作角度成为允许角度以下。
优选在驱动电动机单元与副梁之间或者副梁与车体之间的至少一者设置防振部件。作为防振部件，能够使用橡胶衬垫。
也可以在驱动电动机单元的输出轴设置凸缘部件，将动力传动件螺栓连结于该凸缘部件。
上述凸缘部件以能够自由旋转的方式被支承于驱动电动机单元的壳体，能够与驱动电动机单元的减速机输出轴花键嵌合。
发明效果
根据本发明，分别驱动左右车轮的多个驱动电动机单元经由副梁搭载于车体，通过动力传动件将驱动电动机单元的驱动力传递至左右车轮轮毂，因此能够将动力传动件的输入轴与输出轴的工作角度保持得较小，提高动力传动件的寿命。
附图说明
图1A是表示采用了本发明的实施方式的电动汽车驱动单元的电动汽车的图。
图1B是表示采用了本发明的实施方式的电动汽车驱动单元的电动汽车的图。
图1C是表示采用了本发明的实施方式的电动汽车驱动单元的电动汽车的图。
图2是表示本发明的实施方式的电动汽车驱动单元在车体的搭载例子的图。
图3是表示本发明的实施方式的电动汽车驱动单元在车体的搭载例子的图。
图4A是表示本发明的实施方式的电动汽车驱动单元的截面的图。
图4B是图4A的B-B线的截面图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的一个实施方式的电动汽车驱动单元20进行说明。
图1A所示的电动汽车11是后轮驱动方式的车辆，包括：底架12、作为转向轮的前轮13a、13b、作为驱动轮的后轮14a、14b和通过动力传动件15a、15b将驱动力传递至该左右后轮14a、14b的两个驱动电动机单元20a、20b。动力传动件15a、15b由等速万向节15c和轴部15d构成。
图1B所示的电动汽车11是前轮驱动方式的车辆，包括：底架12；作为转向轮和驱动轮的前轮13a、13b；后轮14a、14b；和经由动力传动件15a、15b将驱动力传递至该左右前轮14a、14b的两个驱动电动机单元20a、20b。动力传动件15a、15b包括等速万向节15c和轴部15d。
图1C所示的电动汽车11是四轮驱动方式的车辆，包括：底架12；作为转向轮和驱动轮的前轮13a、13b；作为驱动轮的后轮14a、14b；分别经由动力传动件15a、15b将驱动力传递至前轮13a、13b和后轮14a、14b的两个驱动电动机单元20a、20b。动力传动件15a、15b包括等速万向节15c和轴部15d。
如图2所示，驱动左右车轮的两个驱动电动机单元20a、20b经由副梁13固定于底架12。
搭载驱动电动机单元20a、20b的副梁13经由橡胶衬垫等防振部件14固定于底架12。
在图2所示的实施方式中，以两个驱动电动机单元20a、20b的输出轴在同轴上水平地搭载的方式，两个驱动电动机单元20a、20b背靠背地固定在副梁13上。
在图3所示的实施方式中，按照下述方式将两个驱动电动机单元20a、20b背靠背地固定于副梁13，即：两个驱动电动机单元20a、20b的输出轴的旋转轴心以作为动力传动件的等速万向节的工作角度成为允许角度以下的方式倾斜。
在该图3所示的实施方式中，能够将两个驱动电动机单元20a、20b以等速万向节15c的工作角度成为允许角度以下的方式倾斜地设置于副梁13，因此作为等速万向节15c，也可以不限定于使用双偏置形滑动式等速万向节和球形滑动式等速万向节。此外，通过将两个驱动电动机单元20a、20b倾斜地设置，还能够搭载在小型车上。
如图4A、图4B所示，驱动电动机单元20a、20b具有单独的壳体41、42，包括：对配置在壳体41内的电动机侧旋转部件30进行旋转驱动的电动机部21；和将电动机侧旋转部件30的旋转减速而传递至车轮侧旋转部件38的、配置在壳体42内的减速部31，分别对动力传动件15a、15b进行旋转驱动。
此外，在图2所示的实施方式的情况下，驱动电动机单元20a的电动机侧旋转部件30和驱动电动机单元20b的电动机侧旋转部件30在同轴上水平地配置。
此外，在图3所示的实施方式的情况下，驱动电动机单元20a的电动机侧旋转部件30和驱动电动机单元20b的电动机侧旋转部件30以规定的倾斜角度配置。
接着，参照图4A、图4B，对驱动电动机单元20a的结构进行说明。另外，驱动电动机单元20b与驱动电动机单元20a为相同形状，因此省略说明。
驱动电动机单元20a的电动机21是径向间隙电动机，包括：固定于壳体41的定子24；在定子24的内侧，在径向上设置间隙地配置的转子23；和嵌合于转子23的内侧而与转子23一体旋转的电动机旋转轴22。
减速部31包括：具有偏心部32a、32b的减速部输入轴32；在偏心部32a、32b被滚动轴承33a、34a以能够自由旋转的方式保持的作为公转部件的曲线板33、34；被保持在壳体上的固定位置、作为卡合于曲线板33、34的外周部的外周卡合部件的多个外销35；将曲线板33、34的自转运动传递至车轮侧旋转部件38的运动转换机构；和平衡锤36a、36b。
此处，电动机侧旋转部件30通过将被电动机21旋转驱动的圆筒形的电动机旋转轴22和具有嵌入电动机旋转轴22的内径面的外径面的减速部输入轴32花键嵌合而构成。此外，电动机侧旋转部件30在电动机21的两端和减速部31的左端被滚动轴承30a、30b能够自由旋转地支承。
如图4B所示，曲线板33在外周部具有由外旋轮线等次摆线类曲线构成的多个波浪形，从一侧端面贯通至另一侧端面的多个贯通孔33b在以曲线板33的自转轴心为中心的圆周轨道上等间隔地设置。另外，曲线板34与曲线板33为相同形状。
外销35在以电动机侧旋转部件30的旋转轴心为中心的圆周轨道上等间隔地设置。这与曲线板33、34的公转轨道一致，因此当曲线板33、34进行公转运动时，曲线形状的波浪形与外销35卡合，而使曲线板33、34产生自转运动。
平衡锤36a、36b为半圆板状，在离开中心的位置具有与减速部输入轴32嵌合的贯通孔，为了消除由于曲线板33、34的旋转而产生的转动惯量，在各偏心部32a、32b的外侧与偏心部改变180°相位地配置。
运动转换机构包括被保持在车轮侧旋转部件38的多个内销37和设置在曲线板33、34的贯通孔33b、34b。内销37在以车轮侧旋转部件38的旋转轴心为中心的圆周轨道上等间隔地设置。此外，为了减少与曲线板33、34的接触阻力，在与曲线板33、34的贯通孔33b、34b的内壁面抵接的位置设置有滚针轴承。另一方面，贯通孔33b、34b设置在与多个内销37分别对应的位置，贯通孔33b、34b的内径尺寸设定得比内销37的外径尺寸(包括滚针轴承的最大外径)大规定量。
车轮侧旋转部件38包括：在端面具有保持内销37的孔的凸缘部38a；和与动力传动件15a、15b连结的输出轴38。
输出轴38包括轴部38b和与轴部38b的外径面花键结合的圆筒部38c，圆筒部38c的外径面通过多列的滚动轴承39a、39b以能够自由旋转的方式被支承于减速部31的壳体42。
在减速部31的输出轴38的圆筒部38c，在舷外(Outboard)侧一体地形成有凸缘部件38d。
在该减速部31的凸缘部件38d，从舷外侧螺栓连结有动力传动件15a的等速万向节15c的外轮。
上述电动机部21和减速部31的壳体41、42的材质期望为轻金属材料(例如铝合金)。
在减速部31的输出轴38的圆筒部38c和减速部31的壳体42的舷外侧的端部，配置有防止漏油的油封43。
在以上的实施方式中，分别设置两个驱动电动机单元20a、20b的壳体，也可以利用共用的壳体将两个驱动电动机单元20a、20b设置为一体。
对上述构成的第一驱动装置20a的动作原理进行详细说明。
电动机21例如受到通过从外部向定子24的线圈供给交流电流而产生的电磁力，由永久磁铁或直流电磁铁构成的转子23旋转。此时，转子23以对线圈施加高频电压的程度进行高速旋转。
由此，与转子23连接的电动机侧旋转部件30旋转时，曲线板33、34以电动机侧旋转部件30的旋转轴心为中心进行公转运动。此时，外销35与曲线板33、34的曲线形状的波浪形卡合，使曲线板33、34向与电动机侧旋转部件30的旋转相反的方向进行自转运动。
插通在贯通孔33b、34b的内销37伴随曲线板33、34的自转运动而与贯通孔33b、34b的内壁面抵接，曲线板33、34的公转运动通过车轮侧旋转部件38传递至动力传动件15a。此时，因为贯通孔33b、34b的内径尺寸设定得比内销37的外径大，所以内销37与贯通孔33b、34b的内壁面一边反复接触状态和非接触状态一边相互运动。由此，曲线板33、34的公转运动不传至内销37，仅曲线板33、34的自转运动传递至车轮侧旋转部件38。
另外，上述构成的减速部31的减速比在使外销35的数量为ZA、曲线板33、34的波浪形的数量为ZB时，以(ZA-ZB)/ZB计算。在图4A、图4B所示的实施方式中，ZA＝12，ZB＝11，所以减速比为1/11时，平行轴齿轮减速机与行星齿轮减速机相比较能够获得非常大的减速比。
这样，通过采用不用多级结构就能够获得大的减速比的摆线减速机，能够获得紧凑型、高减速比的驱动电动机单元。此外，通过在内销37的与曲线板33、34抵接的位置设置滚针轴承，降低接触阻力，因此减速部31的传递效率升高。
此外，在上述的各实施方式中，例示了使用在定子与转子之间设置有径向的间隙的径向间隙电动机的例子，但是并不限定于此，能够应用任意形式的电动机。例如，能够通过应用在定子与转子之间设置有轴向的间隙的轴向间隙电动机，使电动汽车驱动单元在轴向小型化。
进一步，在上述各实施方式中所示的电动机侧旋转部件通过将电动机旋转轴与减速部输入轴花键嵌合，能够将各部件的形状简化，且能够提高组装性。但是，并不限定于此，也可以采用一体型的电动机侧旋转部件。
以上，参照附图对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于图示的实施方式。相对于图示的实施方式，能够在与本发明相同的范围内或均等的范围内进行各种修正和变形。
工业上的可利用性
本发明能够有效用于电动汽车等中采用的驱动电动机单元。
附图标记的说明
11   电动汽车
12   底架
13   副梁
13a、13b   前轮
14a、14b   后轮
14   防振部件
15a、15b   动力传动件
15c   等速万向节
15d   轴部
20a、20b   驱动电动机单元
38d   凸缘部件
41、42   壳体

Claims (7)

1.一种电动汽车驱动单元，其特征在于：
分别驱动左右车轮的多个驱动电动机单元经由副梁搭载于车体，通过动力传动件将驱动电动机单元的驱动力传递至左右的车轮轮毂。
2.如权利要求1所述的电动汽车驱动单元，其特征在于：
驱动左右车轮的两个驱动电动机单元利用共用的壳体而一体化。
3.如权利要求1或2所述的电动汽车驱动单元，其特征在于：
驱动左右车轮的两个驱动电动机单元具有单独的壳体，两个驱动电动机单元背靠背地固定于副梁，使驱动电动机单元的输出轴的旋转轴心倾斜以使得作为动力传动件的等速万向节的工作角度成为允许角度以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电动汽车驱动单元，其特征在于：
在驱动电动机单元与副梁之间或副梁与车体之间的至少一者设置有防振部件。
5.如权利要求4所述的电动汽车驱动单元，其特征在于：
防振部件为橡胶衬垫。
6.如权利要求1～5中的任一项所述的电动汽车驱动单元，其特征在于：
在驱动电动机单元的输出轴设置凸缘部件，在该凸缘部件螺栓连结有动力传动件。
7.如权利要求6所述的电动汽车驱动单元，其特征在于：
所述凸缘部件以能够自由旋转的方式被支承于驱动电动机单元的壳体，与驱动电动机单元的减速机输出轴花键嵌合。
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