CN105473367B - 轮内马达驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制动钳的拆装作业性优异的轮内马达驱动装置。轮内马达驱动装置(1)具有：轮毂(10)，其供轮体(3B)安装；电动马达(11)，其相对于轮毂(10)在车辆(4)的宽度方向内侧以同轴的方式配置；马达壳体(13)，其对电动马达(11)进行收容；以及制动钳(18)，其利用配置于制动盘(15)的两侧的一对制动块(16)对制动盘(15)进行夹持。通过从马达壳体(13)的径向外侧朝径向内侧拧入螺栓(32)而将制动钳(18)固定于马达壳体(13)的外周。

Description

轮内马达驱动装置
技术领域
本发明涉及一种作为电动汽车的车轮的驱动装置而配置于车轮的轮体内的轮内马达(in-wheel motor)驱动装置。
背景技术
作为电动汽车的车轮的驱动装置，已知有如下轮内马达驱动装置：在左右车轮的轮体内分别配置有电动马达，并利用各上述电动马达分别独立地驱动左右车轮。由于该轮内马达驱动装置无需从发动机、电动马达等驱动装置向左右车轮分配并传递动力的差速齿轮以及驱动轴，所以动力传递路径中的能量损失小。另外，由于针对每个车轮而配置电动马达，所以通过分别独立地对左右车轮的驱动力进行控制而能够实现车辆的行驶稳定性的提高。
作为轮内马达驱动装置，例如已知有下述专利文献1所记载的结构。专利文献1的轮内马达驱动装置具有：轮毂，其供车轮的轮体安装；电动马达，其相对于上述轮毂在车辆的宽度方向内侧以同轴的方式配置；减速器，其使得上述电动马达的旋转减速并将减速后的旋转向轮毂传递；以及马达壳体，其对电动马达以及减速器进行收容，在马达壳体的车辆宽度方向外侧的端部安装有将轮毂支承为能够旋转的轮毂轴承。
然而，在采用了该轮内马达驱动装置的车辆中，存在难以进行拆装盘式制动器的制动钳(brake caliper)的作业的问题。以下针对该问题进行说明。
盘式制动器具有：制动盘，其以与轮毂一体旋转的方式安装于轮毂；以及制动钳，其利用一对制动块对上述制动盘进行夹持。而且，当安装该制动钳时，在一般的未采用轮内马达的车辆中，通过从车辆宽度方向内侧在与制动盘的轴线平行的方向上拧入螺栓而将制动钳固定(例如，下述专利文献2)。
此处，不从车辆宽度方向外侧拧入螺栓，而是从车辆宽度方向内侧拧入螺栓，其理由在于：即便欲从车辆宽度方向外侧拧入螺栓，也会因制动盘成为妨碍而无法拧入螺栓。因此，制动钳通常设计为通过从车辆宽度方向内侧拧入螺栓而进行固定。
然而，在采用了轮内马达驱动装置的车辆中，在制动盘的车辆宽度方向内侧存在电动马达与减速器，因此若欲从车辆宽度方向内侧在与制动盘的轴线平行的方向上拧入螺栓，则电动马达与减速器成为妨碍，从而存在难以进行安装制动钳的作业的问题。在对制动钳进行拆卸时也存在同样的问题。
因而，在专利文献1所记载的轮内马达驱动装置中，为了提高制动钳的拆装作业性，在制动盘形成具有能够供螺栓穿过的大小的贯通孔，并使螺栓与工具从该贯通孔穿过，由此能够从车辆宽度方向外侧在与制动盘的轴线平行的方向上拧入螺栓，从而通过该螺栓的拧入而将制动钳固定于马达壳体的轴向端面。
专利文献1：日本特开2011－241871号公报
专利文献2：日本特开平8－159182号公报
然而，如专利文献1那样，在制动盘形成用于供螺栓与工具穿过的贯通孔，并利用该贯通孔进行制动钳的拆装作业，在该情况下，需要对制动盘的角度位置进行调整以使制动盘的贯通孔的位置与马达壳体的螺纹孔的位置一致，该作业较为繁琐。另外，若在制动盘对用于供螺栓与工具穿过的贯通孔进行加工，则产生其加工成本，因此还存在制动盘的单价上升的问题。
发明内容
本发明所欲解决的课题在于提供一种制动钳的拆装作业性优异的轮内马达驱动装置。
为了解决上述课题，在本发明中，提供一种以下结构的轮内马达驱动装置。
该轮内马达驱动装置具有：
轮毂，其供车轮的轮体安装；
电动马达，其相对于上述轮毂在车辆宽度方向内侧以同轴的方式配置；
马达壳体，其对上述电动马达进行收容；
轮毂轴承，其安装于上述马达壳体的车辆宽度方向外侧的端部，并将上述轮毂支承为能够旋转；
制动盘，其以与上述轮毂一体旋转的方式安装于轮毂；以及
制动钳，其利用在上述制动盘的两侧配置的一对制动块对上述制动盘进行夹持，
通过从上述马达壳体的径向外侧朝径向内侧拧入螺纹部件而将上述制动钳固定于上述马达壳体的外周。
若采用该结构，则通过从马达壳体的径向外侧朝径向内侧拧入螺纹部件而将制动钳固定，因此，在拆装螺纹部件时，制动盘、电动马达、减速器不会成为妨碍，从而容易进行制动钳的拆装作业。另外，由于无需在制动盘加工出用于供制动钳固定用螺纹部件以及工具穿过的贯通孔，所以成本较低。
优选地，上述马达壳体具有大径部，该大径部具有比上述制动盘的外周大的外径，在该大径部的外周设置有对上述制动钳进行固定的支承面。这样一来，能够增大在制动盘的轴向上观察时从制动盘的旋转中心至支承面的距离，因此，在利用制动块对旋转的制动盘进行夹持时，能够利用制动块所受到的制动扭矩而抑制制动钳与支承面的连接部分所受到的力的大小，其结果，能够提高制动钳的固定强度的可靠性。
优选地，上述支承面设置为在上述制动盘的轴向上观察时位于在周向上隔着上述制动块的两侧。这样一来，在制动盘的轴向上观察，制动钳与支承面的连接位置处于在利用制动块对旋转的制动盘进行夹持时作用于制动块的力的作用线上、或者接近作用线的位置，因此能够抑制作用于制动钳与支承面的连接部分的力矩的大小，其结果，能够提高制动钳的固定强度的可靠性。
作为上述制动钳，能够使用浮置式制动钳，该浮置式制动钳具有：钳托架，其固定于上述马达壳体的外周；钳主体，其被支承为能够相对于上述钳托架沿上述制动盘的轴向滑动；以及加压机构，其组装于上述钳主体、且将上述制动盘的单侧的制动块按压于上述制动盘。
另外，作为上述制动钳，还能够使用固定式制动钳，该固定式制动钳具有：钳主体，其固定于上述马达壳体的外周；以及一对加压机构，它们组装于上述钳主体、且将上述制动盘的两侧的制动块分别按压于上述制动盘。
本发明的轮内马达驱动装置通过从马达壳体的径向外侧朝径向内侧拧入螺纹部件而将制动钳固定，因此，在拆装螺纹部件时，制动盘、电动马达、减速器不会成为妨碍，从而容易进行制动钳的拆装作业。
附图说明
图1是示出搭载有本发明的实施方式的轮内马达驱动装置的电动汽车的示意图。
图2是示出配置于图1的电动汽车的后轮的轮体内的轮内马达驱动装置的剖视图。
图3是图2所示的轮内马达驱动装置的立体图。
图4是从车辆宽度方向外侧观察图2所示的轮内马达驱动装置的图。
图5是从上方观察图4的制动钳的图。
图6是沿着图5中的VI－VI线的剖视图。
图7是从车辆宽度方向外侧观察本发明的其他实施方式的轮内马达驱动装置的图。
图8是示出图6所示的轮内马达驱动装置的其他例子的图。
图9是图8所示的轮内马达驱动装置的立体图。
图10是示出图6所示的轮内马达驱动装置的又一其他例子的图。
图11是图10所示的轮内马达驱动装置的立体图。
图12是与图6对应地示出本发明的又一其他实施方式的轮内马达驱动装置的图。
图13是示出图2所示的轮内马达驱动装置的其他例子的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式所涉及的轮内马达驱动装置1进行说明。图1示出具有左右一对前轮2以及左右一对后轮3的车辆4。该车辆4是通过方向盘5的转向操纵而使左右前轮2的朝向变化，并利用分别配置于左右后轮3的轮内马达驱动装置1而分别独立地驱动左右后轮3的电动汽车。
在图1中，仅在后轮3配置有轮内马达驱动装置1，但也能够在左右一对前轮2分别配置轮内马达驱动装置1。另外，还能够仅在左右一对前轮2配置轮内马达驱动装置1。此外，在以下的说明中，车辆4的宽度方向是指车辆4的左右方向，其是相对于车辆4的前后方向成直角的方向。
如图2所示，轮内马达驱动装置1配置于后轮3的对轮胎3A进行保持的轮体3B内。轮内马达驱动装置1具有：轮毂10，其供轮体3B安装；电动马达11，其相对于轮毂10在车辆4的宽度方向内侧以同轴的方式配置；减速器12，其使电动马达11的旋转减速并将减速后的旋转向轮毂10传递；马达壳体13，其对电动马达11以及减速器12进行收容；轮毂轴承14，其安装于马达壳体13的车辆4的宽度方向外侧的端部；制动盘15，其以与轮毂10一体旋转的方式安装于轮毂10；以及制动钳18，其利用配置于制动盘15的两侧的一对制动块16、16对制动盘15进行夹持。
电动马达11具有未图示的环状的定子、以及配置于定子的内侧的转子，通过对定子通电而使转子旋转，并将该旋转向减速器12输出。
减速器12具有使从电动马达11输入的旋转减速并将减速后的旋转输出的输出轴19。减速器12使用向减速器12输入的旋转的中心、与从减速器12输出的旋转的中心处于同一直线上的构造的减速器。作为这种减速器12，例如能够举出行星齿轮减速器、摆线减速器。
马达壳体13具有：大径部13A，其具有比制动盘15的外周大的外径；端板13B，其设置于大径部13A的车辆4的宽度方向外侧的端部；以及小径部13C，其从端板13B向车辆4的宽度方向外侧延伸。大径部13A对电动马达11进行收容。小径部13C对减速器12进行收容。
在马达壳体13的车辆4的宽度方向外侧的端部安装有将轮毂10支承为能够旋转的轮毂轴承14。另一方面，在马达壳体13的车辆4的宽度方向内侧的端部安装有盖板20。在马达壳体13的大径部13A的外周，沿周向隔开间隔地设置有多个供一端连接于车身底盘的悬架臂(suspension arm)的另一端连接的悬架连接部(未图示)。
轮毂10具有：轮毂轴10A；以及轮毂凸缘10B，其从轮毂轴10A的外周朝径向外侧延伸。在轮毂轴10A的中心形成有花键孔21，减速器12的输出轴19与该花键孔21嵌合，输出轴19与轮毂10一体旋转。另外，通过对安装于减速器12的输出轴19的端部的主轴螺母22的拧入，将轮毂10与输出轴19连结固定为无法沿轴向进行相对移动。
在轮毂凸缘10B沿周向隔开间隔地固定有多个轮毂螺栓23。轮毂螺栓23是用于将轮体3B安装于轮毂10的螺栓。在以使得轮毂螺栓23将轮3B贯通的方式使轮体3B与轮毂凸缘10B重叠的状态下，通过将轮体螺母24相对于轮毂螺栓23拧入而将轮体3B固定于轮毂凸缘10B。另外，在该轮体3B与轮毂凸缘10B之间夹入制动盘15，由此将制动盘15固定于轮毂凸缘10B。
轮毂轴承14具有：外圈25，其以将轮毂轴10A包围的方式而同轴地设置；以及多个滚动体26，它们组装于外圈25与轮毂轴10A之间。在外圈25的外周一体形成有凸缘27。利用螺栓28将凸缘27固定于马达壳体13的小径部13C的车辆4的宽度方向外侧的端部。为了对从路面经由轮体3B而作用于轮毂10的径向载荷以及轴向载荷的双方一起进行承载，该轮毂轴承14使用多列滚动轴承。轮毂轴承14可以使用在轮毂10的外周直接形成多列滚动体中的、车辆的宽度方向外侧的一列滚动体的滚动面的第三代轮毂轴承，也可以使用第二代、第一代的轮毂轴承。
如图3～图5所示，制动钳18具有：钳托架18A，其在马达壳体13的大径部13A的外周的圆周方向上分离的两处位置被固定；钳主体18B，其被支承为能够相对于钳托架18A沿制动盘15的轴向滑动；以及加压机构18C，其组装于钳主体18B并将制动盘15的单侧的制动块16按压于制动盘15。
钳托架18A具有：一对基片29，它们固定于马达壳体13的大径部13A的车辆4的宽度方向外侧的端部外周；一对向内突片30，它们从各基片29的车辆4的宽度方向外侧的端部沿马达壳体13的端板13B朝径向内侧延伸；以及连结臂31，其将一对向内突片30彼此连结。
如图6所示，一对基片29设置于在马达壳体13的大径部13A的周向上隔开间隔的位置。在各基片29以在轴向上隔开间隔的方式形成有供螺栓32通过的多个螺栓孔33(参照图5)。在马达壳体13的大径部13A的外周的支承面34也以在轴向上隔开间隔的方式形成有多个螺纹孔35。而且，在使得基片29的螺栓孔33的位置与马达壳体13的外周的支承面34的螺纹孔35一致的状态下，从马达壳体13的大径部13A的径向外侧朝径向内侧将螺栓32拧入，由此将钳托架18A固定于马达壳体13的大径部13A的外周的支承面34。
图3所示的向内突片30设置为与马达壳体13的端板13B抵接，由此提高了钳托架18A相对于马达壳体13的固定强度。
如图2所示，钳主体18B具有：一对对置片36，该一对对置片36对置、且在它们之间隔着制动盘15；以及桥状件(bridge)37，其将上述对置片36彼此连结。在钳主体18B的一对对置片36中的、车辆4的宽度方向内侧的对置片36组装有加压机构18C(参照图5)。加压机构18C是配置于车辆4的宽度方向内侧的制动块16的背面，并将该制动块16向车辆4的宽度方向外侧按压而将其按压于制动盘15的促动器。作为加压机构18C，能够采用利用从油泵供给的液压使活塞朝向制动块16前进的液压式的机构、利用由电动马达产生的驱动力使活塞朝向制动块16前进的电动式的机构。
如图5所示，钳主体18B经由在制动盘15的周向上隔开间隔地配置、且沿轴向延伸的一对滑动销38以能够沿轴向滑动的方式支承于钳托架18A。由此，当加压机构18C将制动块16按压于制动盘15时，钳主体18B借助从制动盘15受到的反作用力而向车辆4的宽度方向内侧滑动，通过该钳主体18B的滑动而将车辆4的宽度方向外侧的制动块16按压于制动盘15。
在图中，使固定于钳主体18B的滑动销38以能够沿轴向滑动的方式与形成于钳托架18A的滑动孔39卡合，但也可以使形成于钳主体18B的滑动孔以能够沿轴向滑动的方式与固定于钳托架18A的滑动销卡合。
如图6所示，从制动盘15的轴向观察，马达壳体13的外周的支承面34(与钳托架18A的基片29连接的部分)位于比制动盘15的外周靠径向外侧的位置。另外，在制动盘15的轴向上观察，该支承面34设置为位于在周向上隔着制动块16的两侧。具体而言，在制动盘15的轴向上观察，一对支承面34设置为位于制动块16的周向两端的外侧。
对于上述的轮内马达驱动装置1而言，通过将螺栓32从马达壳体13的径向外侧朝径向内侧拧入而对制动钳18进行固定，因此，当对螺栓32进行拆装时，制动盘15、电动马达11、减速器12并未成为妨碍，从而容易进行制动钳18的拆装作业。另外，无需在制动盘15加工出用于供螺栓32以及工具穿过的贯通孔，因此成本较低。
另外，对于该轮内马达驱动装置1而言，供制动钳18固定的支承面34设置于马达壳体13的大径部13A的外周，因此，能够增大在制动盘15的轴向上观察时的从制动盘15的旋转中心至支承面34的距离。因此，在利用制动块16对旋转的制动盘15进行夹持时，能够通过制动块16所受到的制动扭矩而抑制制动钳18与支承面34的连接部分所受到的力的大小，其结果，能够提高制动钳18的固定强度的可靠性。
另外，对于该轮内马达驱动装置1而言，在制动盘15的轴向上观察，将支承面34配置于在周向上隔着制动块16的两侧，因此，在制动盘15的轴向上观察，制动钳18与支承面34的连接位置处于在利用制动块16对旋转的制动盘15进行夹持时作用于制动块16的力的作用线上、或者接近作用线的位置。因此，在利用制动钳18对旋转的制动盘15进行夹持时，能够抑制作用于制动钳18与支承面34的连接部分的力矩的大小，其结果，能够提高制动钳18的固定强度的可靠性。
如图7所示，可以构成为使得螺栓32的中心线的方向与马达壳体13的径向一致，但螺栓32的中心线的方向未必一定要与马达壳体13的径向一致，只要螺栓32的拧入方向成为从马达壳体13的径向外侧朝向径向内侧的方向即可。例如图4所示，可以形成为如下结构：以使得螺栓32的中心线在从马达壳体13的中心(即制动盘15的中心)偏离的位置相交的方式将多个螺栓32从马达壳体13的径向外侧朝径向内侧拧入。另外，如图8、图9所示，也可以形成为如下结构：以使得螺栓32的中心线不相交而是平行地延伸的方式将多个螺栓32从马达壳体13的径向外侧朝径向内侧拧入。
另外，如图10、图11所示，能够形成在马达壳体30的外周沿轴向延伸的槽40，并能够在该槽40的内表面设置支承面34。这样一来，能够通过槽40与基片29的嵌合而阻止基片29的移动，从而能够提高钳托架18A相对于马达壳体13的外周的固定强度。
钳托架18A可以如图3所示那样形成为无接缝的一体构造，也可以如图11所示那样采用结合有多个部件的构造。在图11中，钳托架18A形成为一对基片29与一对向内突片30无接缝的一体构造，并利用螺栓将连结臂31与该钳托架18A结合，其中，一对基片29固定于马达壳体13的大径部13A的车辆4的宽度方向外侧的端部外周，一对向内突片30从各基片29的车辆4的宽度方向外侧的端部沿马达壳体13的端板13B朝径向内侧延伸，连结臂31将向内突片30彼此连结。
在上述实施方式中，对通过从马达壳体13的径向外侧朝径向内侧拧入螺栓32而将制动钳18固定的例子进行了说明，但也可以通过从径向外侧朝径向内侧拧入螺母而将制动钳18固定。例如图12所示，可以将双头螺栓41固定于马达壳体13的外周的支承面34，并相对于该双头螺栓41将螺母42从马达壳体13的径向外侧朝径向内侧拧入，由此将钳托架18A固定于马达壳体13的外周的支承面34。
在上述实施方式中，作为制动钳18，举出如下浮置式结构为例而进行了说明，该浮置式结构具有：钳托架18A，其固定于马达壳体13的外周；钳主体18B，其支承为能够相对于钳托架18A沿制动盘15的轴向滑动；以及加压机构18C，其将单侧的制动块16按压于制动盘15，但是，除了该浮置式制动钳18之外，也可以采用固定式制动钳18。即，如图13所示，当采用具有固定于马达壳体13的外周的钳主体18D、以及组装于钳主体18D并将制动盘15的两侧的制动块16分别按压于制动盘15的一对加压机构18E的固定式制动钳18时，也与上述实施方式相同，通过从马达壳体13的径向外侧朝径向内侧拧入螺栓32或者螺母42而能够将钳主体18D固定于马达壳体13的外周，由此，能够提高制动钳18的拆装的作业性。
在本发明所涉及的轮内马达驱动装置1中，能够应用摆线式减速器、行星齿轮减速器、双轴并行减速器、以及其他减速器，另外，也可以是不采用减速器的所谓的直接传动马达式(direct motor type)的结构。另外，在本说明书中，“电动汽车”是包括通过电力而获得驱动力的所有汽车的概念，例如，应理解为包括同时使用轮内马达驱动装置与内燃机的混合动力汽车等的概念。
附图标记说明：
1…轮内马达驱动装置；3…后轮；3B…轮体；4…车辆；10…轮毂；11…电动马达；12…减速器；13…马达壳体；13A…大径部；14…轮毂轴承；15…制动盘；16…制动块；18…制动钳；18A…钳托架；18B…钳主体；18C…加压机构；18D…钳主体；18E…加压机构；32…螺栓；34…支承面；42…螺母。

Claims (3)

1.一种轮内马达驱动装置，其中，
所述轮内马达驱动装置具有：
轮毂(10)，其供车轮(3)的轮体(3B)安装；
电动马达(11)，其相对于所述轮毂(10)在车辆(4)的宽度方向内侧以同轴的方式配置；
马达壳体(13)，其对所述电动马达(11)进行收容；
轮毂轴承(14)，其安装于所述马达壳体(13)的车辆(4)的宽度方向外侧的端部，并将所述轮毂(10)支承为能够旋转；
制动盘(15)，其以与所述轮毂(10)一体旋转的方式安装于轮毂(10)；以及
制动钳(18)，其利用配置于所述制动盘(15)的两侧的一对制动块(16)对所述制动盘(15)进行夹持，
通过从所述马达壳体(13)的径向外侧朝径向内侧拧入螺纹部件(32)而将所述制动钳(18)固定于所述马达壳体(13)的外周，
所述马达壳体(13)具有车辆(4)的宽度方向外侧的端板(13B)，
所述制动钳(18)具有：一对基片(29)，它们固定于所述马达壳体(13)的外周；一对向内突片(30)，它们从所述各基片(29)的所述车辆(4)的宽度方向外侧的端部沿所述马达壳体(13)的所述端板(13B)朝径向内侧延伸；以及连结臂(31)，其将一对所述向内突片(30)彼此连结，
所述向内突片(30)与马达壳体(13)的所述端板(13B)抵接，
所述马达壳体(13)具有大径部(13A)，该大径部(13A)具有比所述制动盘(15)的外周大的外径，在该大径部(13A)的外周设置有对所述制动钳(18)进行固定的支承面(34)，
所述制动块(16)设置为在所述制动盘(15)的轴向上观察时位于比所述马达壳体(13)的所述大径部(13A)更靠径向内侧的位置，且所述支承面(34)设置为在所述制动盘(15)的轴向上观察时位于在周向上隔着所述制动块(16)的两侧。
2.根据权利要求1所述的轮内马达驱动装置，其中，
所述制动钳(18)是浮置式制动钳，其具有：钳托架(18A)，其固定于所述马达壳体(13)的外周；钳主体(18B)，其被支承为能够相对于所述钳托架(18A)沿所述制动盘(15)的轴向滑动；以及加压机构(18C)，其组装于所述钳主体(18B)、且将所述制动盘(15)的单侧的制动块(16)按压于所述制动盘(15)。
3.根据权利要求1所述的轮内马达驱动装置，其中，
所述制动钳(18)是固定式制动钳，其具有：钳主体(18D)，其固定于所述马达壳体(13)的外周；以及一对加压机构(18E)，它们组装于所述钳主体(18D)、且将所述制动盘(15)的两侧的制动块(16)分别按压于所述制动盘(15)。
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